Soudage flash expliqué : comment les soudeuses flash assemblent les métaux sans couture

Qu'est-ce qu'une soudeuse flash ?

Une soudeuse flash est une machine de soudage par résistance qui utilise l'action flash et la résistance au courant électrique pour fusionner plusieurs pièces métalliques, formant une connexion permanente entre tôles. Les soudeuses flash, comme d'autres machines de soudage par résistance électrique (ERW), reposent sur des électrodes et la chaleur générée par la résistance au courant ainsi que la force de soudage convertie à partir d'une pression prédéterminée. Aussi appelée machine à souder flash bout à bout (flash butt welding) ou machine à souder par résistance flash.

Les machines de soudage par résistance électrique existent en de nombreux types. Le matériau (généralement tôles) est fondu au joint et fusionné sous chaleur et pression. Ces machines automatiques, incluant les soudeuses flash, permettent à l'opérateur de réguler idéalement la pression sur le joint, la durée de soudage et le courant transmis au joint. Autre avantage : le soudage se fait sans métal d'apport, rendant les méthodes économiques et rapides.

Comparé aux autres méthodes de soudage par résistance, le soudage flash bout à bout utilise un niveau de densité de courant très élevé, focalisé sur un minuscule point de contact entre tôles. Au début du processus flash, une force additionnelle est appliquée sur ce point pour aider à souder les métaux. À vitesse régulée, les pièces serrées se rapprochent et créent une connexion forte. Le processus rapide avec force additionnelle élimine oxydes et impuretés des produits.

Comment fonctionne une soudeuse flash ?

Les pièces sont généralement serrées dans la soudeuse, rapprochées tandis que le courant est appliqué au joint. Le courant stable régulé forme un « arc » entre les pièces, puis l'expulsion commence, chauffant le point requis. Ensuite, le courant de soudage est coupé. Sous pression, le point de joint est forgé à la quantité requise. Après refroidissement, les produits de soudage flash auront du flash de soudure autour de la zone, nécessitant généralement un traitement mécanique ultérieur. Avec une soudeuse flash, les produits présentent généralement des résistances fortes et étanches aux fluides.

Un élément clé est l'électrode, généralement en alliages de cuivre car le cuivre a une conductivité thermique exceptionnelle et une faible résistance électrique, idéal pour le processus. La nature du cuivre assure que la chaleur agit sur les matériaux, pas sur l'électrode. À chaque cycle de soudage terminé, les électrodes sont refroidies par l'eau qui les traverse et les autres éléments conducteurs.

Temps de flash et temps de forgeage (upset)

Le temps de flash des opérations de soudage flash est un paramètre important affectant la qualité. Le temps de flash est la durée pendant laquelle l'arc est présent, tandis que le temps de forgeage (upset time) est le temps où les tôles sont pressées ensemble. Le temps de flash doit être suffisamment long pour chauffer complètement les matériaux avant fusion. Mais pas trop long, sinon le métal de base fondrait, créant une mauvaise soudure.

Quant au temps de forgeage, il est essentiel pour former les propriétés mécaniques requises du produit final. Les impuretés du métal de base sont expulsées, formant une soudure idéale pendant ce temps critique. Si le temps de forgeage est trop court, les impuretés restantes mènent à un produit défectueux. Il est aussi vital pour la résistance des produits soudés. S'il n'est pas assez long pour une coalescence suffisante et idéale, les pièces ne se lieront pas complètement.

Applications de la soudeuse flash

La capacité de la soudeuse flash à fusionner divers métaux avec paramètres de base et opérations rapides la rend extrêmement flexible et populaire across industries. Les jantes de roues sont typiquement produites par soudage flash ; celles fabriquées ainsi ne fuient pas l'air sur voitures et camions modernes. La soudeuse flash est aussi largement utilisée dans la construction métallique pour augmenter la longueur des fers d'angle, utilisés pour souder les joints.

● Industrie de l'aluminium :

Avantage du soudage flash : capacité à souder des métaux dissemblables incluant métaux non-ferreux. Métaux non-ferreux = sans fer : aluminium, cuivre, plomb, nickel, zinc. L'industrie de l'aluminium préfère les soudeuses flash pour souder aluminium, acier, cuivre via le conducteur de courant « barre omnibus » (busbar). Composés d'acier, cuivre, aluminium, ces produits ont résistance, conductivité idéales et sont économiques.

● Industrie ferroviaire :

Les avantages permettent de souder efficacement des produits en acier à haut manganèse (aiguillages, passages à niveau) sur rails en acier, parfois en insérant de l'acier inoxydable. Le soudage flash maintient idéalement les propriétés mécaniques des rails et passages. Typiquement, les machines à souder flash bout à bout produisent des rails soudés longs, rails soudés continus pour chemins de fer à grande vitesse.

Comparés aux rails joints mécaniquement, les produits du soudage flash sont beaucoup plus lisses grâce à l'élimination des espaces entre sections. Cela réduit l'usure du rail et allonge les intervalles d'inspection et maintenance.