Solutions efficaces aux problèmes fréquents de liaison d'électrodes

Pourquoi les problèmes de liaison se produisent-ils — et que pouvons-nous faire pour les prévenir ?

Récemment, nous avons beaucoup parlé des différents matériaux qui peuvent être utilisés pour les électrodes de soudage par points par résistance — des matériaux qui, seuls ou en combinaison, doivent résister à des courants élevés et de grandes forces de pressage. Mais bien sûr, ce n'est pas toute l'histoire. Même si vous avez une électrode en cuivre-tungstène infiltrée à 100%, dans un ratio de, disons, 30% de cuivre et 70% de tungstène, offrant le meilleur des deux matériaux — c'est-à-dire, l'excellente stabilité et résistance du tungstène aux hautes températures, et la grande conductivité thermique et électrique du cuivre . . . même alors, les choses peuvent mal tourner.

C'est parce qu'au-delà du choix des matériaux pour votre électrode de soudage par points, vous devez aussi avoir une bonne conception et construction d'électrode si vous voulez obtenir des soudures cohérentes et de haute qualité — sans parler de tirer la plus longue vie de votre investissement en électrode. Vous avez besoin non seulement des matériaux corrects et des profils de pointe et de tige, mais aussi d'une liaison appropriée dans la fabrication de l'électrode elle-même.

Pourquoi la liaison des électrodes est importante

Les déficiences dans la conception et la liaison des électrodes peuvent causer des variations dans la qualité de soudure des produits finis, y compris des soudures faibles ou défaillantes. C'est parce que les joints défectueux dans les électrodes elles-mêmes réduisent la conductivité thermique et causent la fluctuation de la résistance électrique de l'électrode. Ces déficiences peuvent également diminuer la durée de vie de l'électrode, nécessitant des réparations ou remplacements plus fréquents.

Par exemple, les électrodes faites de tungstène ou d'alliages de molybdène avec une tige en cuivre sont excellentes pour de nombreuses applications de soudage par points par résistance. Après tout, le tungstène et le molybdène ont des points de fusion élevés et sont stables aux hautes températures, tandis qu'une tige d'électrode en cuivre dissipe la chaleur rapidement. Cependant, des problèmes surviennent lorsqu'un fabricant joint ces alliages à leur tige en cuivre en utilisant un processus de brasage.

Lorsque le métal d'apport de brasage n'est pas distribué uniformément au joint entre le matériau d'électrode et le porte-électrode, il en résulte des cavités qui ont un impact sur la résistance électrique et réduisent la conductivité thermique. Le résultat final est une qualité de liaison incohérente, avec les cavités réduisant la zone de liaison effective de l'électrode. De plus, les vides causés par une action capillaire inadéquate ou un alignement incorrect des pièces pendant le processus de brasage peuvent également réduire la résistance de liaison des électrodes.

Les problèmes de chauffage de la pointe d'électrode sont un autre problème qui peut être causé par des déficiences dans la liaison d'électrode. C'est parce que quand le courant de soudage passe à travers une électrode, la chaleur qui est produite est répandue — elle est dans le corps de l'électrode, la pointe de l'électrode, l'interface pointe-pièce, les pièces étant soudées, et l'interface pièce-pièce. Avec chaque soudure subséquente, la chaleur résiduelle dans la pointe de l'électrode s'accumule avant de se stabiliser à une certaine valeur moyenne, selon le taux de soudage et l'énergie de soudage.

Alors que la chaleur résiduelle de la pointe n'est généralement pas un gros problème quand vous soudez manuellement — et donc, à un taux lent — cela peut être un gros problème dans les environnements de soudage automatisés, où le taux de soudage peut atteindre une soudure par seconde ou plus vite. Ici, la chaleur résiduelle de la pointe d'électrode peut causer des problèmes de soudage tels que :

• Déformation accrue de la pièce
• Fissuration de la pièce
• Oxydation rapide de la pointe
• Accumulation rapide de matériau/placage de la pièce sur la pointe
• Résistance de soudure réduite
• Collage sévère pointe-pièce
• Usure sévère de la géométrie de la pointe
• Durée de vie de la pointe plus courte

Une densité de courant de soudage excessive peut également entraîner un collage sévère d'électrode, une déformation de la zone de pointe et un pliage de la longueur de la pointe — tout cela, à son tour, diminue la capacité de liaison des électrodes. De plus, les contaminants de surface tels que l'huile, la graisse, la rouille/oxydes, la calamine ou la saleté peuvent former une barrière qui empêche le brasage approprié dans la fabrication d'électrode — résultant en la chute réelle du matériau d'électrode de sa tige.

Comment éviter la liaison d'électrode défectueuse

Heureusement, nous pouvons aider à résoudre bon nombre des problèmes notés ci-dessus en créant une jointure sans couture entre l'électrode et la tige. Avec une meilleure méthode de liaison d'une électrode à son porteur, vous pouvez obtenir une résistance électrique et une conductivité thermique plus cohérentes, une performance de soudage plus reproductible et une durée de vie d'électrode plus longue. Une telle méthode de jointure sans couture est la liaison sans défaut (NDB) des assemblages d'électrodes faits de tungstène, molybdène et leurs alliages, y compris le cuivre-tungstène, l'argent-tungstène et l'argent-carbure de tungstène.

Une électrode liée sans couture est celle qui n'a pas de métal d'apport entre la tige et la pointe de l'électrode, pour une jointure qui est presque à 100% — créant une zone de liaison plus effective qui, à son tour, produit une soudure plus forte et plus cohérente entre les pièces. De plus, les électrodes liées sans couture optimisent le cyclage thermique, pour réduire la charge thermique et la consommation d'électrode.

Dans le cas de NDB, la méthode conserve les caractéristiques des composants du matériau d'électrode tout en fusionnant les matériaux dans un moule pour former une liaison de seulement quelques micromètres. Contrairement aux électrodes brasées, les électrodes NDB fournissent une conductivité thermique et une résistance électrique constantes en raison de la jointure sans couture entre l'électrode et la tige.

Mettez la liaison d'électrode au même niveau que le choix du matériau

Sans la bonne conception et construction d'électrode de soudage, votre produit final peut être 괴롭é par des retards de production dus à l'inefficacité du processus, à la défaillance d'électrode ou à des soudures faibles. La liaison appropriée de vos électrodes — en utilisant un processus tel que NDB — est aussi importante que votre choix de matériaux pour assurer une qualité de soudure cohérente, un collage d'électrode minimum et une durée de vie d'électrode maximale.

Simplement énoncé, meilleure est la liaison entre les matériaux composant les électrodes elles-mêmes, meilleurs et plus reproductibles seront vos résultats de soudage. Si vous souhaitez en savoir plus sur la méthode NDB et ses avantages dans la fabrication d'électrodes de soudage par points par résistance, vous pouvez télécharger notre livre blanc gratuit sur la liaison sans défaut des électrodes de soudage par points par résistance.