Composants nécessaires d’un poste de soudage par points

Les différents types de maçonnerie

Procédés de soudage

Le soudage par résistance permet d’assembler deux pièces de façon permanente, en les fusionnant. Cette méthode de soudage requiert tout d’abord une pression mécanique qui permettra ensuite à un courant électrique important (des milliers d’Ampères au minimum) de traverser les 2 éléments et de les faire fusionner au point de contact. Il n’y a donc pas d’ajout de métal (c’est ce qu’on appelle un soudage autogène). Parmi les métaux soudables on a l’acier, l’acier galvanisé ou électro-zingué, l’aluminium mais aussi de cuivre (faible épaisseur), laiton, zinc, nickel, or, argent, plomb. Ce mode d’assemblage est très répandu dans l’industrie automobile et aéronautique par exemple, pour sa rapidité d’exécution (grande partie robotisé) sa qualité mécanique et son faible coût. Les procédés de soudage par résistance électrique incluent: le soudage par point, le soudage à la molette, et le soudage par bossage [3].

Le soudage par résistance est un procédé à chaud, sous pression et sans métal d’apport. Il consiste à échauffer localement les pièces par passage d’un courant électrique. Il existe plusieurs procédés, on peut citer le soudage à la molette, le soudage par bossage, le soudage en bout et le soudage par points qui est le plus utilisé, le point commun de ces procédés est qu’ils utilisent l’effet Joule. On appelle « effet Joule » le dégagement de chaleur qui accompagne le passage d’un courant électrique dans un matériau conducteur lui opposant une résistance. L’effet Joule résulte du fait que les électrons, en circulant dans le matériau conducteur, font vibrer les atomes qui le constituent. Lorsque les atomes vibrent, la température augmente. L’énergie calorifique produite est décrite par la loi de Joule : E = R x I² x t Ainsi, la chaleur (E) dépend de trois facteurs :

•La résistance (R) du matériau.

•L’intensité (I) du courant qui circule dans le matériau.

•Le temps (t) pendant lequel le courant circule dans le matériau.

Le soudage est une opération consistant à réunir deux ou plusieurs parties constitutives d’un assemblage, de manière à assurer la continuité entre les parties à assembler, soit par chauffage, soit par intervention de pression, soit par l’un et l’autre, avec ou sans emploi d’un produit d’apport dont la température de fusion est du même ordre de grandeur que celle du matériau de base. Beaucoup de métaux sont soudables moyennant des études préalables et la mise au point de modes opératoires spécifiques ; citons les aciers, le cuivre, l’aluminium, le nickel et leurs alliages. On distingue trois types de soudures :

La soudure homogène, dans laquelle les métaux de base et le métal d’apport éventuel sont tous de même nature,

La soudure hétérogène de type « A » qui associe des métaux de base de même nature avec un métal d’apport d’une autre nature.

La soudure hétérogène de type « B » où les métaux de base et le métal d’apport sont tous de natures différentes [1].

Soudage par résistance

Les premières machines de soudage par résistance ont servi au soudage bout à bout. Le premier transformateur de soudage a été inventé aux États-Unis en 1886 par Elihu Thomson, qui fit breveter le procédé l’année suivante. Son transformateur fournissait environ 2000A à 2 volts en circuit ouvert. Au début du XXe siècle, Thomson continua à perfectionner le soudage par points, le soudage par projection et le soudage bout à bout par étincelage. Le soudage par points devint par la suite le procédé le plus répandu. On l’utilise aujourd’hui dans l’industrie automobile et dans bien d’autres applications de soudage de tôles. La figure (II-4 illustre le principe : deux électrodes en cuivre appliquent une pression sur deux plaques en recouvrement et un courant de forte intensité unit les plaques par fusion. Le premier robot de soudage par résistance par points a été livré par ‘Unimation’ à General Motors en 1964.

Le soudage par résistance permet d’assembler deux pièces de façon permanente, en les fusionnant. Cette méthode de soudage requiert tout d’abord une pression mécanique qui permettra ensuite à un courant électrique important (des milliers d’Ampères au minimum) de traverser les 2 éléments et de les faire fusionner au point de contact. Il n’y a donc pas d’ajout de métal (c’est ce qu’on appelle un soudage autogène). Parmi les métaux soudables on a l’acier, l’acier galvanisé ou électro-zingué, l’aluminium mais aussi de cuivre (faible épaisseur), laiton, zinc, nickel, or, argent, plomb. Ce mode d’assemblage est très répandu dans l’industrie automobile et aéronautique par exemple, pour sa rapidité d’exécution (grande partie robotisé) sa qualité mécanique et son faible coût. Les procédés de soudage par résistance électrique incluent: le soudage par point, le soudage à la molette, et le soudage par bossage [3].

Phénomènes thermiques Pour ce procédé, c’est la diffusion thermique dans l’assemblage qui est mise en jeu. La chaleur produite dans les tôles diffuse, d’une part, vers les électrodes par les biais des interfaces E/T qui forment une barrière thermique. D’autre part elle diffuse également par effet d’ailette au travers de la masse des tôles. Les propriétés thermiques des tôles dépendent de la température et des évolutions microstructurales. Au niveau des électrodes, les propriétés évoluent en fonction de la température. Il existe aussi des résistances de contact thermique a l’interface E/T, elles créent une barrière à la diffusion de la chaleur vers les électrodes qui favorise la génération de chaleur dans les tôles.

Phénomènes métallurgiques Les électrodes de soudage subissent un cyclage thermique et donc des excursions à haute température répétées. Au fur et à mesure des cycles, des transformations microstructurales ont lieu dans les électrodes. Ces transformations affectent les propriétés mécaniques et la face active des électrodes se déforme sous l’effet de la force de serrage. De la même manière, les cycles de température induisent des transformations métallurgiques dans les tôles d’acier. Au niveau de la zone fondue, la température de fusion est atteinte en quelques dixièmes de seconde. Les durées de refroidissement sont du même ordre de grandeur. Ces cinétiques conduisent à la formation de martensite pour la plupart des aciers employés dans l’industrie automobile. La ZAT subit aussi des transformations à l’état solide. Au cours du chauffage, il se forme de l’austénite. Après refroidissement de nouvelles phases apparaissent telles que la ferrite, la bainite, la perlite ou encore la martensite. La nature des phases formées dépend de la durée de l’excursion à haute température et des vitesses de refroidissement. Ces phénomènes métallurgiques ont des conséquences sur les propriétés thermiques et mécaniques. En effet, chacune de ces phases possède des propriétés différentes. C’est donc la connaissance des proportions de chacune des phases et de leur distribution spatiale, qui permet d’identifier le comportement global des tôles.

Phénomènes mécaniques Un effort de forgeage est appliqué pour maintenir en place l’assemblage. Lors de cette étape, les températures atteintes diminuent fortement les caractéristiques mécaniques de l’acier, ce qui conduit à l’indentation progressive des électrodes dans les tôles. Les surfaces de contact E/T augmentent ainsi au cours d’une soudure. La densité de courant est donc abaissée .Par ailleurs, l’enchaînement des points soudés dégrade progressivement l’extrémité des électrodes de soudage. Les aires des surfaces de contact E/T s’élargissent également à cause de ce phénomène. Une paire d’électrodes va pouvoir réaliser plusieurs milliers de points mais son extrémité devra être rodée après quelques centaines de points.

Conclusion générale

Tout au long de la préparation de notre projet de fin d’études au niveau de l’entreprise SOREMEP, nous avons mis en pratique les connaissances acquises durant nos études universitaires. Le but de ce travail est la réalisation d’un dispositif de soudage par point par refroidissement à eau utilisant le principe de la soudure par résistance à électrode non fusible où l’élévation de température pour obtenir le point de fusion du métal s’ajoute à une forte pression mécanique de l’ordre de 10 à 20 daN. Deux électrodes de cuivre non fusibles compriment les pièces de métal à souder l’une contre l’autre puis les font traverser par un courant de très forte intensité comprise entre 4600 et 13300 A et un voltage de 2,6 V. De plus, nous nous sommes confrontés aux difficultés réelles du monde du travail et aussi nous avons appris à manipuler différentes machines, plieuse poissonneuse et procédés de soudage suite à l’élaboration d’un processus de fabrication.. Les critères pris en compte dans la réalisation de ce travail sont : -caractéristiques de transformateur utilisé ; -dimensions normalisées du poste par points ; -système de refroidissement ; -position d’électrodes ; Comme perspectives, ce projet sera élargi à l’automatisation du système de refroidissement et la réalisation d’une commande de réglage numérique.

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Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Procédés de Soudage
Introduction
I-Histoire de Soudage
II-Définition de soudage
III-Normalisation de procédés de soudage
IV-Procédés de soudage
V- Soudage par résistance
V-1-Historique
V-2-Définition
V-3- Procédés de soudage par résistance
V-3-1-Soudage par résistance à la molette
V-3-2-Soudage par bossages
V-3-3- Soudage en bout par étincelage
V-3-4- Soudage par point
Chapitre II Etude et Réalisation
Introduction
I-Etapes de réalisation
II-Composants nécessaires d’un poste de soudage par points
Résumé
Introduction générale
Chapitre 1 : Les différents types de maçonnerie
1.1. Introduction
1.2. Maçonnerie
1.2.1. Définition
1.2.2. Domaine d’application
1.3. Les différents types de maçonnerie
1.3.1. Maçonnerie de pierre naturelle
1.3.2 .Maçonnerie en agglomérés de béton
1.3.3 .maçonneries en briques silico-calcaire
1.3.4. Maçonnerie en briques d’argile cuite
1.4. Les mortiers
1.4.1 Types de mortier
1.4.2. Les mortiers de liaisonnement
1.4.3. Les classes de mortier
1.4.4. Épaisseur des joints de mortier
1.5. Défauts dans la maçonnerie
1.6. Pathologies de la maçonnerie
1.7. Conclusion
Chapitre 2 : Comportement mécanique des structures en Maçonnerie et les travaux effectués sur la flexion
2.1 Introduction
2.2 Mode de rupture de la maçonnerie
2.2.1 Rupture par glissement
2.2.2 Rupture par basculement
2.2.3 Rupture par compression du coin
2.2.4 Rupture par cisaillement
2.3. Comportement des murs soumis aux charges horizontales et sous des charges latérales monotones
2.4 Comportement des Murs Vis-à-vis de la charge concentrée
2.5 Comportement au cisaillement des murs en maçonnerie
2.6 Comportement en traction des murs en maçonnerie
2.7 Comportement en flexion des murs en maçonnerie
2.7.1 Flexion uni-axiale
2.7.2 Flexion bi-axiale
2.8 Essai De Résistance à la Flexion Suivant l’eurocode6 et D.T.R C2.45
2.8.1 Essai de résistance à la flexion
2.8.2 Résistance caractéristique à la flexion fxk
2.9 Travaux effectués sur la flexion
2.9.1 Les travaux de Graca
2.9.2 les travaux de Morton
2.9.3 les travaux de Sachin et coll
2.9.4 les travaux de Bui
2.9.5 les travaux de Gazzola et Drysdale
2.10 Conclusion
Chapitre 3 : Présentation des matériaux et des techniques Expérimentales utilisées
3.1 Introduction
3.2 Matériaux utilisés
3.2.1 Provenance des matériaux
3.2.2 Caractéristiques des matériaux
3.3 Programme des essais sur les murets
3.3.1 Introduction
3.3.2 Nature des murets tests
3.4 Confection des murets
3.4.1 Matériel utilisé
3.4.2 Méthodologie de la confection des murets
3.4.3 Cure et stockage des murs
3.5 Dispositif d’essai
3.5.1 Principe de l’essai
3.5.2 Essai de flexion
3.5.3 Essai de compression
3.6 Conclusion
Chapitre 4 : Résultats et interprétations
4.1 Calcul des contraintes
4.2 Résistance des murets testés
4.2.1 Résistance des murets sous sollicitations de flexion
4.2.2 Résistance des murets sous sollicitations de compression
4.3 Variation de la résistance à la flexion des murets par l’influence de la nature,
l’épaisseur du joint de Mortier et type de muret
4.4 Mode de rupture des murets sous sollicitation de flexion
4.4.1Mode de rupture des murets fx (flexion horizontale)
4.4.2Mode de rupture pour les murets fy (flexion verticale)
4.5 Conclusion
Conclusion générale
Références bibliographiques
Annexes

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