La soudure de joints de réservoirs de carburant étanches nécessite un chevauchement constant entre les nuggets de soudure adjacents, un contact stable de la roue d'électrode, un apport de chaleur contrôlé et un suivi précis le long de la bride. La perforation indique généralement une chaleur excessive ou localement concentrée, tandis que la déformation est affectée par l'apport de chaleur total, la géométrie du réservoir, le support du montage et la séquence de soudage.
Cet article traite du soudage par résistance par points de réservoirs de carburant en acier neufs et non utilisés, ainsi que de conteneurs métalliques scellés similaires. Il ne s'agit pas d'un guide pour la réparation de réservoirs ayant contenu du carburant. Les réservoirs de carburant usagés peuvent retenir des vapeurs inflammables et nécessitent des procédures de sécurité spécialisées.
Le soudage par résistance par points est une forme continue de soudage par résistance. Au lieu d'électrodes stationnaires distinctes produisant des soudures individuelles, des électrodes à molettes rotatives appliquent une pression et conduisent le courant de soudage pendant que la pièce se déplace le long du chemin de soudage.
Le processus crée une série de nuggets de soudure le long des brides de tôle superposées. Pour former un joint étanche, ces nuggets doivent se chevaucher suffisamment et rester constants sur toute la longueur du joint.
Pendant le soudage, le courant passe par la zone de contact entre les deux tôles. La résistance électrique génère de la chaleur, tandis que les électrodes à rouleaux maintiennent la pression sur le joint. Selon le programme de soudage, le courant peut être délivré par impulsions contrôlées lorsque les électrodes se déplacent le long de la bride.
Chaque impulsion de courant forme un nugget de soudure. Lorsque la relation entre la fréquence des impulsions et la vitesse de la molette est correcte, un nugget chevauche le suivant pour créer un joint continu.
Si la molette se déplace trop rapidement pour le programme d'impulsions sélectionné, la distance entre les nuggets peut augmenter. La soudure peut alors contenir des sections non soudées même si les marques d'électrode semblent continues. Si la vitesse est trop faible ou si l'apport de chaleur est excessif, le joint peut souffrir d'expulsion, d'indentation importante, de perforation ou de déformation thermique inutile.
Un joint étanche est donc créé par une combinaison contrôlée de :
Aucune variable unique ne peut garantir à elle seule un joint étanche.
Les marques laissées par les molettes d'électrode montrent le chemin du processus de soudage, mais elles ne révèlent pas l'état interne complet du joint.
Un joint d'apparence continue peut encore fuir en raison de :
Pour cette raison, l'inspection visuelle doit être complétée par un test d'étanchéité défini. Une évaluation destructive périodique peut également être nécessaire pour confirmer la structure interne de la soudure.
Un réservoir qui réussit un test d'étanchéité de base n'est pas automatiquement qualifié pour toutes les conditions de service. Selon l'application, l'assemblage soudé peut également devoir satisfaire aux exigences de :
Les critères d'acceptation doivent provenir du dessin du produit, des normes applicables et des exigences de qualité internes du fabricant du réservoir. L'apparence, l'étanchéité et les performances mécaniques doivent être évaluées séparément.
Les réservoirs de carburant combinent des tôles fines, de longs chemins de soudage et une géométrie tridimensionnelle. Ces caractéristiques rendent le processus plus sensible aux changements d'apport de chaleur, de position de la pièce et de contact de l'électrode qu'un simple joint droit sur un coupon de test plat.
La tôle fine chauffe rapidement. Un changement de processus relativement faible peut faire passer la soudure d'une fusion insuffisante à une expulsion ou une perforation.
Trop peu de chaleur peut entraîner de petits nuggets de soudure, un chevauchement insuffisant des nuggets ou une liaison faible. Trop de chaleur peut ramollir excessivement la tôle, éjecter du matériau en fusion ou créer un trou dans le joint.
La fenêtre de processus utilisable est affectée par la nuance de la tôle, l'épaisseur, le revêtement, la largeur de la bride, l'état du contact et la vitesse de production. Les paramètres développés pour un réservoir ne doivent pas être copiés directement sur un autre réservoir sans validation.
Les réservoirs de carburant de moto, les réservoirs automobiles et autres conteneurs formés ont souvent des joints incurvés, des hauteurs changeantes et des zones d'accès étroites. Les électrodes à rouleaux doivent rester correctement positionnées tout en suivant ces caractéristiques.
Les défis géométriques courants comprennent :
Si la molette ne reste pas centrée sur le chevauchement, la pression appliquée et le courant de soudage peuvent se déplacer vers un côté de la bride. Cela peut produire un nugget inégal, une indentation excessive ou une fuite locale.
La résistance électrique et la distribution de la chaleur au niveau du joint dépendent en partie de la manière dont les deux tôles entrent en contact. Les variations dans les pièces embouties peuvent donc créer des variations dans la soudure.
Les problèmes d'ajustement peuvent inclure :
Une machine à souder ne peut pas compenser complètement les composants emboutis instables. Un soudage par points fiable commence par des pièces répétables, une conception de chevauchement appropriée et un montage qui maintient l'ajustement requis.
L'huile, la poussière, la rouille, l'oxyde et les résidus d'emboutissage peuvent modifier la résistance de contact entre les tôles et entre la pièce et les électrodes. Certains revêtements peuvent également adhérer à la surface de la molette ou augmenter le taux d'usure de l'électrode.
Les conséquences possibles incluent :
La zone de soudage doit être livrée dans un état de surface défini et répétable. Les méthodes de nettoyage et de préparation de surface doivent être sélectionnées en fonction du matériau et du revêtement plutôt que d'être appliquées comme un traitement universel.
Un défaut doit être étudié en fonction de son emplacement, de son motif et de son historique de production. Augmenter ou réduire simplement le courant sans identifier le motif du défaut peut introduire un problème différent.
|
Défaut |
Causes probables |
Ce qu'il faut vérifier en premier |
| Fuite de soudure | Chevauchement insuffisant des nuggets, écarts locaux, suivi instable ou fermeture incomplète du joint | Emplacement de la fuite, chemin de la molette, ajustement de la pièce et enregistrements du processus |
| Perforation | Apport de chaleur excessif, faible vitesse de déplacement, mauvais ajustement ou contact concentré | Programme de courant, vitesse de la molette, contact de la bride et état de l'électrode |
| Déformation excessive | Accumulation de chaleur, support inadéquat ou séquence de soudage inappropriée | Support de montage, apport de chaleur total et séquence de libération de la pièce |
| Joint intermittent | Courant instable, levée de molette ou pression incohérente | Contact de la molette, géométrie du réservoir et sortie du contrôleur |
| Projections ou expulsion | Chauffage local excessif, contamination ou force insuffisante | État de surface, force, ajustement et courant |
| Marques de molette importantes | Force excessive, profil de molette usé ou mauvais alignement | Forme de la molette, faux-rond, alignement et force appliquée |
| Fuite dans les coins | Variation de vitesse, erreur de suivi ou géométrie de bride changeante | Chemin du coin, programme de mouvement, contact de la molette et cohérence de la bride |
| Fuite au démarrage/arrêt | Chevauchement insuffisant là où le joint se ferme | Synchronisation démarrage-arrêt, chemin de fermeture et programme de chevauchement |
La première étape consiste à déterminer exactement où le réservoir fuit. Une fuite dans un coin ne doit pas être traitée de la même manière qu'une fuite sur toute la longueur du joint.
Des fuites répétées au même endroit peuvent indiquer un problème géométrique ou d'outillage, tel qu'un écart de bride local, une déviation du chemin de la molette ou une perte de pression. Des fuites aléatoires réparties le long du joint peuvent être associées à des pièces instables, à une contamination, à une variation de courant ou à une usure progressive de l'électrode.
Les fuites au début et à la fin du joint nécessitent souvent une attention particulière car la section de fermeture doit chevaucher la zone précédemment soudée sans créer une accumulation de chaleur excessive.
La perforation se produit lorsque la tôle devient excessivement chaude ou lorsque la chaleur est concentrée dans une petite zone. Les causes possibles incluent :
Si la perforation n'apparaît qu'aux coins ou aux transitions de pièces, le problème peut être lié à une réduction de la vitesse de déplacement réelle, à un changement d'angle de contact ou à une bride incohérente. Si elle se poursuit le long d'un joint droit, le réglage global de l'apport de chaleur et la condition de refroidissement doivent être revus.
La déformation est souvent entièrement attribuée au courant de soudage, mais la forme finale du réservoir est influencée par plusieurs facteurs interactifs.
Ceux-ci comprennent :
Réduire trop le courant peut diminuer la déformation mais produire un joint sous-soudé et fuyard. L'objectif est de contrôler le processus global plutôt que d'échanger un problème dimensionnel visible contre un défaut de soudage interne.
Un joint intermittent peut se produire lorsque les impulsions de courant, le mouvement de la molette et la force appliquée ne sont pas correctement coordonnés. La fluctuation de la vitesse de la molette modifie la distance entre les nuggets de soudure. Une perte momentanée de contact de la molette peut interrompre le courant ou réduire la pression sur le joint.
Lorsque ce défaut apparaît, examinez :
Les électrodes à rouleaux sont des outils de processus, pas des composants permanents. Leur profil et leur état de surface influencent la zone de contact, la distribution de la pression et la densité du courant de soudage.
Un marquage important ou une prise de matériau peuvent être liés à :
La maintenance des électrodes doit être basée sur l'usure réelle, la qualité de la soudure et les enregistrements de production. Un intervalle d'habillage fixe ne doit être établi qu'après observation du processus dans des conditions de production représentatives.
Le soudage par points stable dépend de l'interaction de plusieurs variables. Les ajustements doivent être effectués systématiquement, les soudures résultantes étant testées après chaque changement contrôlé.
Le courant de soudage affecte le taux de génération de chaleur à l'interface des tôles. La durée et l'espacement des impulsions influencent la formation des nuggets et la relation thermique entre les soudures adjacentes.
Un courant excessif ou des impulsions trop longues peuvent provoquer une expulsion, une perforation et une usure accélérée des électrodes. Un courant insuffisant peut produire de petits nuggets ou une liaison incomplète.
Le programme correct dépend de :
Il n'existe pas de valeur de courant de soudage universelle pour tous les réservoirs de carburant.
La vitesse de la molette affecte à la fois le temps de cycle de production et la distribution de la chaleur.
Lorsque la vitesse est trop élevée, le temps de chauffage disponible peut être insuffisant et la distance entre les nuggets peut devenir trop grande. Lorsque la vitesse est trop faible, une accumulation thermique excessive peut entraîner une indentation profonde, une expulsion, une déformation ou une perforation.
Le contrôle du mouvement est particulièrement important autour des joints incurvés. Une machine ou un robot programmé peut réduire sa vitesse de déplacement dans un coin. Si le programme de soudage ne tient pas compte de ce changement, l'apport de chaleur local peut augmenter même si le réglage du courant reste inchangé.
La force de l'électrode maintient les tôles ensemble et affecte la résistance du contact électrique. Elle aide également à contenir le matériau chauffé pendant la formation du nugget de soudure.
Une force insuffisante peut entraîner un contact instable, des projections, une expulsion ou une surchauffe locale excessive. Une force excessive peut produire des marques de molette importantes, réduire la résistance de l'interface ou déformer la bride.
La force doit rester stable sur toute la longueur du joint, y compris là où l'orientation de la molette ou la hauteur du réservoir changent.
Pour un joint étanche, chaque nugget doit se connecter efficacement aux nuggets adjacents. Un chevauchement insuffisant laisse des chemins de fuite potentiels. Un chevauchement excessif combiné à un apport de chaleur élevé peut provoquer une accumulation thermique inutile.
Le chevauchement des nuggets est influencé par :
Le chevauchement requis doit être confirmé par des tests d'étanchéité et une inspection destructive périodique plutôt que d'être supposé à partir des marques externes de la molette.
L'acier à faible teneur en carbone, l'acier revêtu, l'acier inoxydable et l'aluminium ne réagissent pas de manière identique au soudage par points. Même deux aciers d'épaisseur similaire peuvent nécessiter des programmes de soudage différents si leurs revêtements ou leurs états de surface diffèrent.
Le processus doit être développé pour le matériau de production réel. La substitution de coupons de test non revêtus par des pièces de production revêtues peut produire des résultats trompeurs.
La bride doit fournir suffisamment d'espace pour que la molette d'électrode suive le joint tout en maintenant la pression sur le chevauchement prévu. Une bride trop étroite ou dimensionnellement incohérente augmente le risque que la molette sorte du centre du joint.
La machine, le profil de la molette et le montage doivent donc être examinés conjointement avec :
La perforation doit être traitée par une séquence de dépannage contrôlée.
Une ligne continue de surchauffe pointe généralement vers la relation globale entre le courant, la synchronisation des impulsions et la vitesse.
Un défaut qui n'apparaît qu'à un coin, une transition de bride ou un emplacement spécifique est plus susceptible d'impliquer la géométrie locale, le suivi de la molette, la réduction de vitesse, l'ajustement ou la variation de pression.
Marquez l'emplacement du défaut et comparez-le avec le chemin de la machine avant de modifier le programme de soudage complet.
Le courant, la synchronisation des impulsions et la vitesse doivent être évalués ensemble. Changer plusieurs variables à la fois rend difficile d'identifier quel ajustement a amélioré ou détérioré le résultat.
Un essai contrôlé doit :
Le réglage final doit fonctionner pendant la production continue, pas seulement sur une machine froide et un échantillon soigneusement préparé.
Si une perforation se produit là où la bride présente un écart, réduire le courant peut créer un soudage insuffisant dans les zones correctement ajustées. La cause première est alors la cohérence de la pièce plutôt que le niveau général du courant.
Inspectez les pièces embouties, le support du montage et la séquence de serrage. Les deux tôles doivent rester dans la position de chevauchement prévue avant que les électrodes à rouleaux n'atteignent le joint.
Vérifiez les électrodes à molette pour :
Une molette endommagée réduit la stabilité de la zone de contact et peut concentrer la chaleur en des points isolés.
Un processus peut réussir le premier test mais devenir instable après des cycles répétés. La température de l'électrode, l'état de l'eau de refroidissement, la température du montage et la contamination de la molette peuvent changer avec le temps.
Pour la validation de la production, testez des pièces du début, du milieu et de la fin d'une série représentative. Cela permet de révéler des problèmes qui ne peuvent pas être trouvés par un seul échantillon de soudure.
L'objectif n'est pas d'éliminer la chaleur, mais d'introduire suffisamment de chaleur contrôlée pour former un joint qualifié sans chauffer inutilement la coque du réservoir environnante.
Le chauffage total est influencé par le courant, la durée des impulsions, l'espacement des impulsions, la vitesse de la molette et le nombre de soudures rapprochées. Un courant de crête plus faible combiné à une longue période de chauffage peut toujours introduire une chaleur excessive.
Le programme de soudage doit être évalué comme un cycle thermique complet.
Le montage doit soutenir le réservoir suffisamment près du joint pour contrôler le mouvement et maintenir l'ajustement. Cependant, l'outillage ne doit pas obstruer le chemin de la molette ni forcer la bride dans une position non naturelle.
Des supports réglables peuvent être nécessaires lorsqu'une machine produit plusieurs modèles de réservoirs.
Pour les structures de réservoirs complexes, la position de départ, la direction de soudage et la méthode de fermeture du joint peuvent affecter le mouvement thermique. Un positionnement préliminaire ou des opérations de pointage peuvent également être nécessaires avant le soudage par points continu.
La séquence appropriée doit être développée à partir de la géométrie du réservoir plutôt que d'être copiée d'un autre produit.
Relâcher le réservoir immédiatement après le soudage peut permettre aux contraintes résiduelles de déplacer la coque pendant que le matériau est encore chaud. Lorsque la stabilité dimensionnelle est critique, la séquence de montage doit maintenir l'assemblage sous contrôle pendant la période de refroidissement initiale.
Le temps de maintien doit être validé par rapport au cycle de production réel et aux exigences dimensionnelles.
Un projet de soudage par points de réservoirs de carburant doit progresser de la revue des exigences aux tests de production répétés. L'objectif est de sélectionner l'équipement sur la base des résultats de soudage réels plutôt que d'une puissance nominale supposée.
Les ingénieurs de HAIFEI examinent d'abord le dessin du réservoir, le matériau, l'épaisseur, la structure de la bride, le chemin de soudage, la capacité de production et les exigences d'inspection.
À ce stade, des problèmes potentiels tels qu'un accès insuffisant de la molette, des brides étroites ou des transitions de coin difficiles peuvent être identifiés avant que la configuration de la machine ne soit confirmée.
Le client doit fournir des pièces embouties représentatives dans la mesure du possible. L'utilisation du matériau de production prévu permet d'évaluer le revêtement réel, la tolérance dimensionnelle, l'ajustement et l'état de formage.
Les essais initiaux sont utilisés pour développer une combinaison fonctionnelle de :
Tous les réglages et observations pertinents doivent être enregistrés afin que le processus puisse être répété et comparé.
Les échantillons soudés doivent être évalués selon les méthodes approuvées par le client. Une photographie de soudure seule n'est pas une preuve suffisante de l'adéquation du processus.
Selon le projet, l'évaluation peut inclure des tests d'étanchéité, des mesures dimensionnelles, des tests de pelage, une inspection de section ou d'autres tests spécifiés.
Une fois qu'un processus initial est établi, des essais de soudage répétés sont nécessaires pour vérifier si les résultats restent stables à mesure que les électrodes, le montage et les pièces s'échauffent.
Tester des échantillons de différentes étapes de la série d'essais permet d'identifier les changements progressifs causés par l'usure des électrodes, le refroidissement, la contamination ou la variation des pièces.
La configuration finale de la machine peut alors être sélectionnée en fonction des échantillons approuvés et des exigences de production. Cela peut inclure la source d'alimentation de soudage, le contrôleur, les électrodes à rouleaux, le montage, le système de mouvement, la méthode de chargement, la surveillance du processus et la connexion avec les tests d'étanchéité en aval.
R : Les causes courantes incluent un chevauchement insuffisant des nuggets de soudure, des écarts de bride, une erreur de suivi de molette, un courant ou une force instable, une contamination de surface et un chevauchement incomplet au début et à la fin du joint.
L'emplacement de la fuite doit être identifié avant de modifier les paramètres. Des fuites répétées à un endroit indiquent souvent un problème local de pièce, de montage ou de mouvement.
R : La prévention de la perforation nécessite un contrôle coordonné du courant, de la synchronisation des impulsions, de la vitesse de la molette, de la force de l'électrode, de l'ajustement de la pièce et du refroidissement.
Si le défaut se produit uniquement dans un coin ou une transition de bride, vérifiez la vitesse locale, la position de la molette et l'ajustement avant de réduire le courant de soudage global.
R : La déformation peut être causée par un apport de chaleur total excessif, un support de montage insuffisant, une faible rigidité de la coque, une séquence de soudage inappropriée ou la libération du réservoir encore chaud.
Réduire le courant seul peut créer un joint sous-soudé, donc le contrôle dimensionnel et la qualité de la soudure doivent être évalués ensemble.
R : Non. Les marques continues de l'électrode ne confirment pas le chevauchement interne des nuggets. Le réservoir doit réussir le test d'étanchéité spécifié, et une inspection destructive périodique peut être nécessaire pour vérifier la soudure interne.
R : Selon sa configuration, une machine de soudage par points peut être évaluée pour l'acier à faible teneur en carbone, l'acier revêtu, l'acier inoxydable ou certains autres matériaux en feuille.
Différents matériaux et revêtements nécessitent des programmes de soudage, des solutions d'électrodes et une validation d'échantillons distincts.
R : Il n'existe pas de réglage de courant universel. La valeur appropriée dépend du matériau, de l'épaisseur de la tôle, du revêtement, de l'état de la bride, de la force de l'électrode, du profil de la molette, de la vitesse de soudage et des performances du joint requises.
Le réglage doit être développé par soudage d'échantillons avec le matériau de production réel.
La soudure de joints de réservoirs de carburant étanches nécessite un chevauchement constant entre les nuggets de soudure adjacents, un contact stable de la roue d'électrode, un apport de chaleur contrôlé et un suivi précis le long de la bride. La perforation indique généralement une chaleur excessive ou localement concentrée, tandis que la déformation est affectée par l'apport de chaleur total, la géométrie du réservoir, le support du montage et la séquence de soudage.
Cet article traite du soudage par résistance par points de réservoirs de carburant en acier neufs et non utilisés, ainsi que de conteneurs métalliques scellés similaires. Il ne s'agit pas d'un guide pour la réparation de réservoirs ayant contenu du carburant. Les réservoirs de carburant usagés peuvent retenir des vapeurs inflammables et nécessitent des procédures de sécurité spécialisées.
Le soudage par résistance par points est une forme continue de soudage par résistance. Au lieu d'électrodes stationnaires distinctes produisant des soudures individuelles, des électrodes à molettes rotatives appliquent une pression et conduisent le courant de soudage pendant que la pièce se déplace le long du chemin de soudage.
Le processus crée une série de nuggets de soudure le long des brides de tôle superposées. Pour former un joint étanche, ces nuggets doivent se chevaucher suffisamment et rester constants sur toute la longueur du joint.
Pendant le soudage, le courant passe par la zone de contact entre les deux tôles. La résistance électrique génère de la chaleur, tandis que les électrodes à rouleaux maintiennent la pression sur le joint. Selon le programme de soudage, le courant peut être délivré par impulsions contrôlées lorsque les électrodes se déplacent le long de la bride.
Chaque impulsion de courant forme un nugget de soudure. Lorsque la relation entre la fréquence des impulsions et la vitesse de la molette est correcte, un nugget chevauche le suivant pour créer un joint continu.
Si la molette se déplace trop rapidement pour le programme d'impulsions sélectionné, la distance entre les nuggets peut augmenter. La soudure peut alors contenir des sections non soudées même si les marques d'électrode semblent continues. Si la vitesse est trop faible ou si l'apport de chaleur est excessif, le joint peut souffrir d'expulsion, d'indentation importante, de perforation ou de déformation thermique inutile.
Un joint étanche est donc créé par une combinaison contrôlée de :
Aucune variable unique ne peut garantir à elle seule un joint étanche.
Les marques laissées par les molettes d'électrode montrent le chemin du processus de soudage, mais elles ne révèlent pas l'état interne complet du joint.
Un joint d'apparence continue peut encore fuir en raison de :
Pour cette raison, l'inspection visuelle doit être complétée par un test d'étanchéité défini. Une évaluation destructive périodique peut également être nécessaire pour confirmer la structure interne de la soudure.
Un réservoir qui réussit un test d'étanchéité de base n'est pas automatiquement qualifié pour toutes les conditions de service. Selon l'application, l'assemblage soudé peut également devoir satisfaire aux exigences de :
Les critères d'acceptation doivent provenir du dessin du produit, des normes applicables et des exigences de qualité internes du fabricant du réservoir. L'apparence, l'étanchéité et les performances mécaniques doivent être évaluées séparément.
Les réservoirs de carburant combinent des tôles fines, de longs chemins de soudage et une géométrie tridimensionnelle. Ces caractéristiques rendent le processus plus sensible aux changements d'apport de chaleur, de position de la pièce et de contact de l'électrode qu'un simple joint droit sur un coupon de test plat.
La tôle fine chauffe rapidement. Un changement de processus relativement faible peut faire passer la soudure d'une fusion insuffisante à une expulsion ou une perforation.
Trop peu de chaleur peut entraîner de petits nuggets de soudure, un chevauchement insuffisant des nuggets ou une liaison faible. Trop de chaleur peut ramollir excessivement la tôle, éjecter du matériau en fusion ou créer un trou dans le joint.
La fenêtre de processus utilisable est affectée par la nuance de la tôle, l'épaisseur, le revêtement, la largeur de la bride, l'état du contact et la vitesse de production. Les paramètres développés pour un réservoir ne doivent pas être copiés directement sur un autre réservoir sans validation.
Les réservoirs de carburant de moto, les réservoirs automobiles et autres conteneurs formés ont souvent des joints incurvés, des hauteurs changeantes et des zones d'accès étroites. Les électrodes à rouleaux doivent rester correctement positionnées tout en suivant ces caractéristiques.
Les défis géométriques courants comprennent :
Si la molette ne reste pas centrée sur le chevauchement, la pression appliquée et le courant de soudage peuvent se déplacer vers un côté de la bride. Cela peut produire un nugget inégal, une indentation excessive ou une fuite locale.
La résistance électrique et la distribution de la chaleur au niveau du joint dépendent en partie de la manière dont les deux tôles entrent en contact. Les variations dans les pièces embouties peuvent donc créer des variations dans la soudure.
Les problèmes d'ajustement peuvent inclure :
Une machine à souder ne peut pas compenser complètement les composants emboutis instables. Un soudage par points fiable commence par des pièces répétables, une conception de chevauchement appropriée et un montage qui maintient l'ajustement requis.
L'huile, la poussière, la rouille, l'oxyde et les résidus d'emboutissage peuvent modifier la résistance de contact entre les tôles et entre la pièce et les électrodes. Certains revêtements peuvent également adhérer à la surface de la molette ou augmenter le taux d'usure de l'électrode.
Les conséquences possibles incluent :
La zone de soudage doit être livrée dans un état de surface défini et répétable. Les méthodes de nettoyage et de préparation de surface doivent être sélectionnées en fonction du matériau et du revêtement plutôt que d'être appliquées comme un traitement universel.
Un défaut doit être étudié en fonction de son emplacement, de son motif et de son historique de production. Augmenter ou réduire simplement le courant sans identifier le motif du défaut peut introduire un problème différent.
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Défaut |
Causes probables |
Ce qu'il faut vérifier en premier |
| Fuite de soudure | Chevauchement insuffisant des nuggets, écarts locaux, suivi instable ou fermeture incomplète du joint | Emplacement de la fuite, chemin de la molette, ajustement de la pièce et enregistrements du processus |
| Perforation | Apport de chaleur excessif, faible vitesse de déplacement, mauvais ajustement ou contact concentré | Programme de courant, vitesse de la molette, contact de la bride et état de l'électrode |
| Déformation excessive | Accumulation de chaleur, support inadéquat ou séquence de soudage inappropriée | Support de montage, apport de chaleur total et séquence de libération de la pièce |
| Joint intermittent | Courant instable, levée de molette ou pression incohérente | Contact de la molette, géométrie du réservoir et sortie du contrôleur |
| Projections ou expulsion | Chauffage local excessif, contamination ou force insuffisante | État de surface, force, ajustement et courant |
| Marques de molette importantes | Force excessive, profil de molette usé ou mauvais alignement | Forme de la molette, faux-rond, alignement et force appliquée |
| Fuite dans les coins | Variation de vitesse, erreur de suivi ou géométrie de bride changeante | Chemin du coin, programme de mouvement, contact de la molette et cohérence de la bride |
| Fuite au démarrage/arrêt | Chevauchement insuffisant là où le joint se ferme | Synchronisation démarrage-arrêt, chemin de fermeture et programme de chevauchement |
La première étape consiste à déterminer exactement où le réservoir fuit. Une fuite dans un coin ne doit pas être traitée de la même manière qu'une fuite sur toute la longueur du joint.
Des fuites répétées au même endroit peuvent indiquer un problème géométrique ou d'outillage, tel qu'un écart de bride local, une déviation du chemin de la molette ou une perte de pression. Des fuites aléatoires réparties le long du joint peuvent être associées à des pièces instables, à une contamination, à une variation de courant ou à une usure progressive de l'électrode.
Les fuites au début et à la fin du joint nécessitent souvent une attention particulière car la section de fermeture doit chevaucher la zone précédemment soudée sans créer une accumulation de chaleur excessive.
La perforation se produit lorsque la tôle devient excessivement chaude ou lorsque la chaleur est concentrée dans une petite zone. Les causes possibles incluent :
Si la perforation n'apparaît qu'aux coins ou aux transitions de pièces, le problème peut être lié à une réduction de la vitesse de déplacement réelle, à un changement d'angle de contact ou à une bride incohérente. Si elle se poursuit le long d'un joint droit, le réglage global de l'apport de chaleur et la condition de refroidissement doivent être revus.
La déformation est souvent entièrement attribuée au courant de soudage, mais la forme finale du réservoir est influencée par plusieurs facteurs interactifs.
Ceux-ci comprennent :
Réduire trop le courant peut diminuer la déformation mais produire un joint sous-soudé et fuyard. L'objectif est de contrôler le processus global plutôt que d'échanger un problème dimensionnel visible contre un défaut de soudage interne.
Un joint intermittent peut se produire lorsque les impulsions de courant, le mouvement de la molette et la force appliquée ne sont pas correctement coordonnés. La fluctuation de la vitesse de la molette modifie la distance entre les nuggets de soudure. Une perte momentanée de contact de la molette peut interrompre le courant ou réduire la pression sur le joint.
Lorsque ce défaut apparaît, examinez :
Les électrodes à rouleaux sont des outils de processus, pas des composants permanents. Leur profil et leur état de surface influencent la zone de contact, la distribution de la pression et la densité du courant de soudage.
Un marquage important ou une prise de matériau peuvent être liés à :
La maintenance des électrodes doit être basée sur l'usure réelle, la qualité de la soudure et les enregistrements de production. Un intervalle d'habillage fixe ne doit être établi qu'après observation du processus dans des conditions de production représentatives.
Le soudage par points stable dépend de l'interaction de plusieurs variables. Les ajustements doivent être effectués systématiquement, les soudures résultantes étant testées après chaque changement contrôlé.
Le courant de soudage affecte le taux de génération de chaleur à l'interface des tôles. La durée et l'espacement des impulsions influencent la formation des nuggets et la relation thermique entre les soudures adjacentes.
Un courant excessif ou des impulsions trop longues peuvent provoquer une expulsion, une perforation et une usure accélérée des électrodes. Un courant insuffisant peut produire de petits nuggets ou une liaison incomplète.
Le programme correct dépend de :
Il n'existe pas de valeur de courant de soudage universelle pour tous les réservoirs de carburant.
La vitesse de la molette affecte à la fois le temps de cycle de production et la distribution de la chaleur.
Lorsque la vitesse est trop élevée, le temps de chauffage disponible peut être insuffisant et la distance entre les nuggets peut devenir trop grande. Lorsque la vitesse est trop faible, une accumulation thermique excessive peut entraîner une indentation profonde, une expulsion, une déformation ou une perforation.
Le contrôle du mouvement est particulièrement important autour des joints incurvés. Une machine ou un robot programmé peut réduire sa vitesse de déplacement dans un coin. Si le programme de soudage ne tient pas compte de ce changement, l'apport de chaleur local peut augmenter même si le réglage du courant reste inchangé.
La force de l'électrode maintient les tôles ensemble et affecte la résistance du contact électrique. Elle aide également à contenir le matériau chauffé pendant la formation du nugget de soudure.
Une force insuffisante peut entraîner un contact instable, des projections, une expulsion ou une surchauffe locale excessive. Une force excessive peut produire des marques de molette importantes, réduire la résistance de l'interface ou déformer la bride.
La force doit rester stable sur toute la longueur du joint, y compris là où l'orientation de la molette ou la hauteur du réservoir changent.
Pour un joint étanche, chaque nugget doit se connecter efficacement aux nuggets adjacents. Un chevauchement insuffisant laisse des chemins de fuite potentiels. Un chevauchement excessif combiné à un apport de chaleur élevé peut provoquer une accumulation thermique inutile.
Le chevauchement des nuggets est influencé par :
Le chevauchement requis doit être confirmé par des tests d'étanchéité et une inspection destructive périodique plutôt que d'être supposé à partir des marques externes de la molette.
L'acier à faible teneur en carbone, l'acier revêtu, l'acier inoxydable et l'aluminium ne réagissent pas de manière identique au soudage par points. Même deux aciers d'épaisseur similaire peuvent nécessiter des programmes de soudage différents si leurs revêtements ou leurs états de surface diffèrent.
Le processus doit être développé pour le matériau de production réel. La substitution de coupons de test non revêtus par des pièces de production revêtues peut produire des résultats trompeurs.
La bride doit fournir suffisamment d'espace pour que la molette d'électrode suive le joint tout en maintenant la pression sur le chevauchement prévu. Une bride trop étroite ou dimensionnellement incohérente augmente le risque que la molette sorte du centre du joint.
La machine, le profil de la molette et le montage doivent donc être examinés conjointement avec :
La perforation doit être traitée par une séquence de dépannage contrôlée.
Une ligne continue de surchauffe pointe généralement vers la relation globale entre le courant, la synchronisation des impulsions et la vitesse.
Un défaut qui n'apparaît qu'à un coin, une transition de bride ou un emplacement spécifique est plus susceptible d'impliquer la géométrie locale, le suivi de la molette, la réduction de vitesse, l'ajustement ou la variation de pression.
Marquez l'emplacement du défaut et comparez-le avec le chemin de la machine avant de modifier le programme de soudage complet.
Le courant, la synchronisation des impulsions et la vitesse doivent être évalués ensemble. Changer plusieurs variables à la fois rend difficile d'identifier quel ajustement a amélioré ou détérioré le résultat.
Un essai contrôlé doit :
Le réglage final doit fonctionner pendant la production continue, pas seulement sur une machine froide et un échantillon soigneusement préparé.
Si une perforation se produit là où la bride présente un écart, réduire le courant peut créer un soudage insuffisant dans les zones correctement ajustées. La cause première est alors la cohérence de la pièce plutôt que le niveau général du courant.
Inspectez les pièces embouties, le support du montage et la séquence de serrage. Les deux tôles doivent rester dans la position de chevauchement prévue avant que les électrodes à rouleaux n'atteignent le joint.
Vérifiez les électrodes à molette pour :
Une molette endommagée réduit la stabilité de la zone de contact et peut concentrer la chaleur en des points isolés.
Un processus peut réussir le premier test mais devenir instable après des cycles répétés. La température de l'électrode, l'état de l'eau de refroidissement, la température du montage et la contamination de la molette peuvent changer avec le temps.
Pour la validation de la production, testez des pièces du début, du milieu et de la fin d'une série représentative. Cela permet de révéler des problèmes qui ne peuvent pas être trouvés par un seul échantillon de soudure.
L'objectif n'est pas d'éliminer la chaleur, mais d'introduire suffisamment de chaleur contrôlée pour former un joint qualifié sans chauffer inutilement la coque du réservoir environnante.
Le chauffage total est influencé par le courant, la durée des impulsions, l'espacement des impulsions, la vitesse de la molette et le nombre de soudures rapprochées. Un courant de crête plus faible combiné à une longue période de chauffage peut toujours introduire une chaleur excessive.
Le programme de soudage doit être évalué comme un cycle thermique complet.
Le montage doit soutenir le réservoir suffisamment près du joint pour contrôler le mouvement et maintenir l'ajustement. Cependant, l'outillage ne doit pas obstruer le chemin de la molette ni forcer la bride dans une position non naturelle.
Des supports réglables peuvent être nécessaires lorsqu'une machine produit plusieurs modèles de réservoirs.
Pour les structures de réservoirs complexes, la position de départ, la direction de soudage et la méthode de fermeture du joint peuvent affecter le mouvement thermique. Un positionnement préliminaire ou des opérations de pointage peuvent également être nécessaires avant le soudage par points continu.
La séquence appropriée doit être développée à partir de la géométrie du réservoir plutôt que d'être copiée d'un autre produit.
Relâcher le réservoir immédiatement après le soudage peut permettre aux contraintes résiduelles de déplacer la coque pendant que le matériau est encore chaud. Lorsque la stabilité dimensionnelle est critique, la séquence de montage doit maintenir l'assemblage sous contrôle pendant la période de refroidissement initiale.
Le temps de maintien doit être validé par rapport au cycle de production réel et aux exigences dimensionnelles.
Un projet de soudage par points de réservoirs de carburant doit progresser de la revue des exigences aux tests de production répétés. L'objectif est de sélectionner l'équipement sur la base des résultats de soudage réels plutôt que d'une puissance nominale supposée.
Les ingénieurs de HAIFEI examinent d'abord le dessin du réservoir, le matériau, l'épaisseur, la structure de la bride, le chemin de soudage, la capacité de production et les exigences d'inspection.
À ce stade, des problèmes potentiels tels qu'un accès insuffisant de la molette, des brides étroites ou des transitions de coin difficiles peuvent être identifiés avant que la configuration de la machine ne soit confirmée.
Le client doit fournir des pièces embouties représentatives dans la mesure du possible. L'utilisation du matériau de production prévu permet d'évaluer le revêtement réel, la tolérance dimensionnelle, l'ajustement et l'état de formage.
Les essais initiaux sont utilisés pour développer une combinaison fonctionnelle de :
Tous les réglages et observations pertinents doivent être enregistrés afin que le processus puisse être répété et comparé.
Les échantillons soudés doivent être évalués selon les méthodes approuvées par le client. Une photographie de soudure seule n'est pas une preuve suffisante de l'adéquation du processus.
Selon le projet, l'évaluation peut inclure des tests d'étanchéité, des mesures dimensionnelles, des tests de pelage, une inspection de section ou d'autres tests spécifiés.
Une fois qu'un processus initial est établi, des essais de soudage répétés sont nécessaires pour vérifier si les résultats restent stables à mesure que les électrodes, le montage et les pièces s'échauffent.
Tester des échantillons de différentes étapes de la série d'essais permet d'identifier les changements progressifs causés par l'usure des électrodes, le refroidissement, la contamination ou la variation des pièces.
La configuration finale de la machine peut alors être sélectionnée en fonction des échantillons approuvés et des exigences de production. Cela peut inclure la source d'alimentation de soudage, le contrôleur, les électrodes à rouleaux, le montage, le système de mouvement, la méthode de chargement, la surveillance du processus et la connexion avec les tests d'étanchéité en aval.
R : Les causes courantes incluent un chevauchement insuffisant des nuggets de soudure, des écarts de bride, une erreur de suivi de molette, un courant ou une force instable, une contamination de surface et un chevauchement incomplet au début et à la fin du joint.
L'emplacement de la fuite doit être identifié avant de modifier les paramètres. Des fuites répétées à un endroit indiquent souvent un problème local de pièce, de montage ou de mouvement.
R : La prévention de la perforation nécessite un contrôle coordonné du courant, de la synchronisation des impulsions, de la vitesse de la molette, de la force de l'électrode, de l'ajustement de la pièce et du refroidissement.
Si le défaut se produit uniquement dans un coin ou une transition de bride, vérifiez la vitesse locale, la position de la molette et l'ajustement avant de réduire le courant de soudage global.
R : La déformation peut être causée par un apport de chaleur total excessif, un support de montage insuffisant, une faible rigidité de la coque, une séquence de soudage inappropriée ou la libération du réservoir encore chaud.
Réduire le courant seul peut créer un joint sous-soudé, donc le contrôle dimensionnel et la qualité de la soudure doivent être évalués ensemble.
R : Non. Les marques continues de l'électrode ne confirment pas le chevauchement interne des nuggets. Le réservoir doit réussir le test d'étanchéité spécifié, et une inspection destructive périodique peut être nécessaire pour vérifier la soudure interne.
R : Selon sa configuration, une machine de soudage par points peut être évaluée pour l'acier à faible teneur en carbone, l'acier revêtu, l'acier inoxydable ou certains autres matériaux en feuille.
Différents matériaux et revêtements nécessitent des programmes de soudage, des solutions d'électrodes et une validation d'échantillons distincts.
R : Il n'existe pas de réglage de courant universel. La valeur appropriée dépend du matériau, de l'épaisseur de la tôle, du revêtement, de l'état de la bride, de la force de l'électrode, du profil de la molette, de la vitesse de soudage et des performances du joint requises.
Le réglage doit être développé par soudage d'échantillons avec le matériau de production réel.