Soudage des goujons

Soudage des goujons, présentation

Le soudage des goujons, qu’ils soient filetés ou non filetés, est réalisé à l’aide d’un arc électrique provoqué entre la pièce sur laquelle on veut fixer le goujon et le haut du goujon.

L’énergie de l’arc porte à une température proche de la fusion (ignition) le bas du goujon, et grâce à une action mécanique de pression, le goujon se plonge dans l’acier en fusion, par forgeage. Un bourrelet se forme et se refroidit.

Présentation vidéo de soudures des goujons

Soudage manuel ou automatisé

L’opération de soudage des goujons peut être soit manuel soit automatisé. En manuel, l’opérateur place le pistolet et le goujon à l’emplacement ou le goujon doit être soudé.

En automatique, les goujons sont positionnés sur un banc de positionnement programmable.

Installation standard d'un poste manuel

Installation standard d'une machine en automatique

Soudage des goujons par décharge de condensateurs

Ce type de goujons va Ø1 à plus de 10mm. On l’utilise le plus souvent pour les petites épaisseurs. Il y’a peu de marques à l’envers du matériau.

Cycle de soudage des goujons par décharge de condensateurs

Soudage des goujons par fusion et forgeage

Ce type de goujons va Ø2,5 à plus de 25mm. On peut aussi trouver à la place de goujons traditionnels, des cosses de masses, des goujons hélicoïdaux par exemple.

Ce principe permet d’obtenir des soudures résistantes et pénétrantes. Une bague réfractaire permet d’isoler la soudure de l’air et de protéger le bain de fusion et aussi de former la soudure finale. Afin de protéger au mieux le bain de fusion, il est fréquent d’utiliser un gaz de protection de type Argon ou Hélium par exemple.

Cycle de soudage des goujons par fusion et forgeage

Soudage des goujons par arc court

Ce type de goujons va Ø2,5 à plus de 25mm. On peut aussi trouver à la place de goujons traditionnels, des goujons de masse, des goujons de type aiguille d’isolation, ou aussi bi-métal par exemple. Ce principe est une sorte de « mix » des deux autres méthodes. On délivre un arc très court. Le cycle est similaire au cycle de soudage par décharge par condensateur, avec au lieu de la décharge, un arc électrique.

Avantages

Inconvénients

Norme NF EN ISO 14555:2017 et réglages

Norme : Il faut étudier attentivement la norme NF EN ISO 14555 de 2017 qui donne toutes les indications nécessaires pour obtenir des soudures de qualité.

Intensités et courants : Pour les aciers, il est conseillé de relier le goujon au pôle négatif (-) et la pièce au pôle positif (+). Pour les aluminiums, ses alliages, le laiton et ses alliages, on reliera à l’inverse.

La norme NF EN ISO 14555 de 2017 donne des intensités de réglage à envisager.

Selon les dimensions des goujons à souder, l’intensité sera entre 300 à 3000A environ. Pour le soudage avec bagues de céramique, l’intensité peut être estimée avec les formules suivantes :

Avec I (Intensité) et d (Diamètre du goujon)

Normalement, on augmente de 10% l’intensité pour le soudage des inox.
Pour le soudage des goujons en cycle court la norme indique qu’il est préférable d’utiliser des intensités aussi élevées que possible (600 à 1800A selon la puissance de la source de courant.)

Tension: La tension varie entre 20 et 40V. Elle est déterminée par la hauteur de levée et l’intensité du courant de soudage.

Temps de soudage : Pour le soudage avec bagues de céramique, le temps de soudage peut être estimé avec les formules suivantes :

Avec tw (Temps de soudage) et d (Diamètre du goujon)

D’autres informations sont données dans la norme, par exemple, si les goujons sont soudés en position PC (Corniche), le temps de soudage est réduit. Pour le soudage en cycle court, on cherchera un temps le plus court possible (inférieur à 100ms)

Levée (L)

La norme NF EN ISO 14555 de 2017 donne des informations concernant la levée

La levée (L) est la distance entre l’extrémité du goujon et la surface de la pièce. Elle sera de 1,5 à 8 mm et elle est proportionnelle au diamètre du goujon.

Dépassement (P)

Le dépassement (P) est la distance entre l’extrémité du goujon et la surface du dispositif support.

Il sera de 1 à 8 mm et est proportionnel au diamètre du goujon. Il dépend aussi de la forme du bourrelet recherché, de la forme de l’extrémité du goujon et de la forme intérieure de la bague céramique.

Exemple de macrographies

Exemples de réglages proposés par les constructeurs de machines

Vous pouvez visiter le site de Thomas Welding qui propose une grande quantité de machines, accessoires et consommables concernant le soudage des goujons