Conception et refroidissement des électrodes dans les machines de soudage continu

Dans les machines à souder par points, des électrodes à rouleaux circulaires sont utilisées à la place des pointes de soudage par points standard. Ces rouleaux ont généralement un diamètre compris entre 50 mm et 600 mm, les tailles les plus couramment utilisées étant comprises entre 180 mm et 250 mm. L'épaisseur du rouleau est généralement comprise entre 10 mm et 20 mm.

La surface de contact de l'électrode à rouleau peut prendre l'une des formes suivantes :

Surface cylindrique

Surface sphérique

Surface conique (utilisée dans des cas particuliers tels que les joints à bride)

Les rouleaux cylindriques sont souvent fabriqués avec des chanfreins double face ou simple face, en particulier pour des applications telles que les joints à brides. La largeur de la surface de contact (ω) varie en fonction de l'épaisseur de la pièce, allant généralement de 3 mm à 10 mm. Les rouleaux sphériques ont un rayon de courbure (R) compris entre 25 mm et 200 mm.

Les rouleaux cylindriques sont largement utilisés pour le soudage de l'acier et des alliages à haute température.

Les rouleaux sphériques offrent une meilleure dissipation de la chaleur et des transitions d'indentation plus douces, ce qui les rend adaptés au soudage d'alliages légers, tels que l'aluminium.

Méthodes de refroidissement des électrodes à rouleaux

Pour éviter la surchauffe et maintenir les performances de l'électrode, le refroidissement est essentiel pendant soudure continue. Deux principaux types de systèmes de refroidissement sont utilisés :

Refroidissement externe :

Pour souder des métaux non ferreux et de l’acier inoxydable, de l’eau du robinet propre est généralement suffisante.

Pour souder de l’acier ordinaire, une solution de borax à 5 % est couramment utilisée pour prévenir la rouille.

Refroidissement par circulation interne :

Utilisée notamment dans les machines destinées au soudage des alliages d'aluminium, cette méthode fait circuler de l'eau au sein de l'électrode.

Bien que plus efficaces, les systèmes de refroidissement internes sont également structurellement complexes et plus coûteux.

Optimisation basée sur l'application

Le choix de la conception des rouleaux et de la méthode de refroidissement appropriées est essentiel pour un soudage continu efficace :

Pour les matériaux ferreux et les alliages haute température, des rouleaux cylindriques à refroidissement externe suffisent généralement.

Pour les métaux non ferreux ou sensibles à la chaleur comme les alliages d'aluminium ou de magnésium, des rouleaux sphériques associés à des systèmes de refroidissement par eau internes sont recommandés.

La combinaison correcte de la géométrie des rouleaux, de la largeur de contact et de la stratégie de refroidissement garantit une qualité de soudure constante, prolonge la durée de vie des électrodes et permet d'éviter la déformation thermique pendant le soudage.