Analyse complète des caractéristiques techniques et des performances des transformateurs de soudage par résistance

Les transformateurs de soudage par résistance offrent une efficacité de soudage élevée, une vitesse rapide, une soudure solide, réduisent les coûts de soudage et conviennent au soudage de divers matériaux. Ils sont adaptés au courant alternatif avec une fréquence nominale de 50-60 Hz et une tension inférieure à 1 000 V. Ils sont principalement utilisés dans les machines de soudage par points, à la molette et bout à bout.

I. Caractéristiques techniques

(1) Caractéristiques du processus à courant élevé et à basse tension

Le soudage par résistance utilise la chaleur de résistance comme source de chaleur. La principale caractéristique technique du transformateur de poste à souder réside dans l'utilisation d'un courant élevé (2 000 à 40 000 A) combiné à un soudage basse tension. La résistance de la pièce étant généralement inférieure à 100 μΩ, un courant très élevé doit générer suffisamment de chaleur pour obtenir un soudage efficace.

(2) Système de contrôle haute puissance

La capacité du transformateur onduleur de soudage supporté est généralement supérieure à 50 kVA. Un bobinage spécifique (mono- ou bi-spire) permet de contrôler la puissance de sortie en ajustant le nombre de spires de l'enroulement primaire. Bien que cette conception simplifie la structure du transformateur onduleur de soudage, elle limite également la flexibilité de la régulation de puissance.

(3) Caractéristiques de fonctionnement de charge non continue

Le circuit de soudage adopte une conception de pré-fermeture unique : avant la mise sous tension du transformateur de soudage MFDC, le serrage de la pièce et la fermeture du circuit sont pré-terminés. Ce mode de fonctionnement élimine la consommation d'énergie à vide (sauf pour le soudage bout à bout par étincelage), et le chargement, le déchargement, le positionnement, le pré-pressage et les autres opérations du cycle de soudage sont tous effectués hors tension.

2. Avantages techniques

(1) Assurance qualité métallurgique

Le processus de formation des pépites est entièrement enveloppé par l'anneau métallique en plastique, ce qui réalise l'isolation physique de la zone de fusion et de l'air, simplifie efficacement le processus de réaction métallurgique et assure la stabilité de la qualité du soudage.

(2) Excellent contrôle de la zone affectée par la chaleur

La chauffe concentrée (temps de chauffe ≤ 0,1 seconde) permet de contrôler la zone affectée thermiquement entre 0,5 et 2 mm, réduisant ainsi considérablement les contraintes résiduelles et la déformation du soudage. La plupart des pièces ne nécessitent ni correction ni traitement thermique après soudage.

(3) Efficacité économique exceptionnelle

Aucun matériel de soudage (fil, baguette de soudage, gaz de protection, etc.) n'est requis, et le coût de soudage est réduit d'environ 40 % par rapport au procédé traditionnel. L'équipement est hautement automatisé et le volume de soudage par équipe peut atteindre 800 à 1 200 pièces.

(4) Avantages environnementaux

L'ensemble du processus est exempt de flammes nues et de fumée, et le niveau sonore est inférieur ou égal à 65 dB(A), ce qui est conforme aux normes industrielles de protection de l'environnement. Le transformateur de poste à souder est particulièrement adapté à l'intégration de lignes de production automatisées et permet un fonctionnement synchrone multi-processus.

3. Limitations techniques

(1) Défis liés à l'inspection de la qualité

Il n'existe pas encore de système de contrôle non destructif mature. Actuellement, la qualité est principalement assurée par les essais destructifs et la surveillance des processus, ce qui accroît la difficulté de leur contrôle.

(2) Contraintes de performance conjointes

Les joints à recouvrement soudés par points présentent des défauts structurels inhérents : l'angle autour du noyau de soudure provoque une concentration de contraintes, ce qui entraîne une diminution de la résistance à la traction d'environ 15 à 20 %, et la durée de vie en fatigue n'est que de 60 à 70 % de celle des soudures continues.

(3) Coûts d'exploitation et d'entretien de l'équipement

L'investissement initial pour un équipement de forte puissance (configuration typique de 400 kVA) est élevé, et les postes de soudage monophasés à courant alternatif sont sujets à des problèmes de déséquilibre du réseau. La précision du système d'asservissement augmente la complexité de la maintenance, et le coût de remplacement des composants clés (tels que les modules à thyristors) dépasse 25 % du prix total de l'équipement.

4. Direction de l'évolution technologique

La nouvelle génération d'équipements de soudage par résistance dépasse les limites existantes grâce aux innovations technologiques suivantes :

Développement d'un système de surveillance de la qualité en temps réel basé sur l'imagerie thermique infrarouge

Introduction de la technologie du courant pulsé pour optimiser la microstructure des articulations

Utilisation de la technologie de redressement triphasé pour améliorer la compatibilité du réseau

Conception d'unités de puissance modulaires pour réduire les coûts de maintenance

Ces améliorations ont permis au soudage par résistance de montrer des perspectives d’application plus larges dans des domaines émergents tels que les packs de batteries de véhicules à énergie nouvelle et la fabrication de pièces de précision pour l’aérospatiale.