Qu'est-ce que le soudage par points : définition, types et avantages

Le soudage reste un procédé fondamental dans la fabrication des métaux. Au fil du temps, les soudeurs ont développé de nombreuses techniques pour assembler des pièces métalliques. L'une d'elles est le soudage par points.

Dans cet article, nous explorerons ce qu'est le soudage par points, pourquoi il est important, comment il fonctionne et les meilleures pratiques pour obtenir des résultats fiables.

Qu’est-ce que le soudage par points ?

Le soudage par points consiste à placer de petites soudures temporaires à des points clés de l'assemblage de deux ou plusieurs pièces métalliques. Ces courtes soudures servent d'ancrage. Elles maintiennent les pièces alignées et fixes pendant que le soudeur réalise une soudure continue sur toute la longueur de l'assemblage. Les soudures par points mesurent généralement entre 12 et 18 mm de long. Elles nécessitent également un apport de chaleur plus faible et un arc plus court que la soudure principale.

Chaque soudure par points utilise les mêmes principes qu'une soudure complète. Une électrode ou un fil de soudage transporte un courant électrique à travers l'arc. L'arc fusionne les métaux de base et le matériau d'apport. Une fois la soudure par points refroidie, elle maintient le joint dans la position exacte souhaitée. Les soudures par points permettent aux soudeurs d'effectuer des ajustements mineurs avant de procéder à une soudure définitive.

Quel est le but des soudures par points ?

Les soudures par points servent de « pinces temporaires » pour :

• Maintenir les pièces métalliques en place avant le soudage final
• Gardez les articulations alignées et espacées correctement
• Réduire le besoin d'installations externes
• Aide à contrôler la distorsion causée par la chaleur pendant le soudage
• Effectuez les ajustements nécessaires avant de vous engager dans une soudure permanente

Ils sont particulièrement utiles pour la production à faible volume, les prototypes ou les travaux de fabrication uniques où les montages complets sont trop coûteux ou prennent trop de temps à réaliser.

Pourquoi le pointage est-il important ?

Même si les soudures par points ne sont pas permanentes, elles sont essentielles car elles :

• Empêcher le déplacement pendant le soudage
• Maintenir un alignement et un espacement des articulations corrects
• Réduit la déformation et le rétrécissement causés par la chaleur
• Ajoutez un support mécanique lors du levage, de la rotation ou du transport de pièces
• Permettre des ajustements rapides si des erreurs sont détectées tôt

Une soudure de pointage de mauvaise qualité peut ruiner l'alignement ou provoquer des fissures dans la soudure finale. La qualité est donc toujours importante, même pour ces soudures temporaires.

Comment fonctionne le soudage par pointage

Le soudage par points utilise les mêmes principes que le soudage traditionnel : le courant électrique, la chaleur et la pression fusionnent le métal. Les principales différences résident dans l'échelle et la technique.

1. Agissent comme des épingles pour maintenir les métaux en place
2. Sont courts et espacés en fonction de la taille et de la forme des pièces
3. Peut être retiré ou refait si nécessaire
4. Doit être suffisamment solide pour résister aux contraintes telles que le levage ou la rotation pendant la manutention

Malgré leur taille, les soudures par points nécessitent de la précision et doivent être réalisées en utilisant le même processus (ou un processus similaire) que la soudure finale, mais avec moins de chaleur.

Types courants de soudage par pointage

Les méthodes de soudage par points varient selon le procédé et l'état du joint. Voici cinq types de soudage couramment utilisés :

Soudure par pointage standard

Le point de soudure standard assure le support de la soudure finale et résiste au poids de l'assemblage. Les fabricants dimensionnent ces points suffisamment grands pour supporter des pièces lourdes, mais suffisamment petits pour s'user facilement lors de la passe finale.

Hot Tack

Le pointage à chaud utilise un métal d'apport supplémentaire pour combler un espace, puis assemble les pièces sous l'effet d'une force, par exemple en frappant avec un marteau. Le pointage à chaud maintient les pièces en contact avant qu'elles ne refroidissent. Ce type de pointage convient aux assemblages structurels de grande taille qui nécessitent un engagement ferme en plusieurs points.

Thermite Tack

Une soudure par points aluminothermiques utilise une réaction chimique (de la poudre d'aluminium mélangée à de l'oxyde de fer) pour générer une chaleur extrêmement élevée (plus de 4,000 XNUMX °C). Les fabricants utilisent des points aluminothermiques pour les réparations sur site, lorsque les sources d'alimentation électrique sont indisponibles.

Soudure de pont

La soudure par points comble un petit espace entre des pièces qui ne peuvent s'emboîter parfaitement. Les soudeurs appliquent des points de soudure sur les côtés de l'espace en alternance, laissant un côté refroidir tandis que l'autre chauffe. Cette technique minimise le gauchissement des métaux fins ou thermosensibles. La soudure par points se combine particulièrement bien avec le soudage MIG, TIG ou à l'arc avec fil fourré.

Tack ultrasonique

Les soudures par points par ultrasons utilisent des vibrations mécaniques à haute fréquence sous pression pour former une liaison solide. Cette méthode ne nécessite pas de fusion et est principalement adaptée aux fils ou feuilles minces dans les applications non structurelles.

Formes de base des modèles de soudure par points

Le type de soudure par points influence la résistance de l'assemblage et sa résistance au mouvement. Voici quatre types de soudure par points courants :

1. Position verticale : Le soudeur positionne les points en ligne droite le long du plan vertical. Cette position est adaptée aux assemblages supportant des charges verticales.
2. Motif carré : Un fabricant place quatre clous aux angles d'un carré. Cette disposition stabilise les assemblages à angle droit et répartit uniformément les contraintes.
3. Motif d'angle : Le fabricant applique des points de soudure à l'angle extérieur d'un joint. Ce motif maintient les bords extérieurs tandis que la soudure finale fusionne l'angle intérieur.
4. Soudure à angle droit : Un soudeur place des points de soudure à l'angle de 90° de deux plaques perpendiculaires. Chaque point touche les deux pièces, les fixant ainsi en un assemblage en T ou en L.

Le choix du bon modèle dépend de la géométrie du joint, de la direction de la charge et de la facilité d’accès pour la soudure finale.

Matériaux adaptés au soudage par points

Presque tous les métaux soudables peuvent être pointés. La facilité de pointage dépend de l'épaisseur du matériau et de son point de fusion. Les métaux fins nécessitent des réglages plus légers pour éviter le percement, tandis que les tôles épaisses nécessitent une chaleur plus importante. Les familles de métaux couramment utilisées pour le pointage comprennent :

• Acier au carbone et acier inoxydable
• Alliages d'aluminium
• Fonte
• Cuivre et laiton
• Alliages de titane et de magnésium

Dans tous les cas, l'épaisseur du métal de base joue un rôle important. Les tôles fines (moins de 1 mm) chauffent rapidement et peuvent percer si l'arc de pointage dure trop longtemps. Les tôles plus épaisses (plus de 10 mm) absorbent davantage de chaleur, nécessitant des points de pointage plus forts ou plus nombreux pour maintenir fermement les pièces.

Avantages et inconvénients du soudage par pointage

Comme tout procédé, le soudage par points présente des avantages et pose des limites.

• Les soudures par points permettent aux fabricants de vérifier l'ajustement avant de s'engager sur des joints complets.
• Les punaises ne prennent que quelques secondes à placer.
• Les soudures par points consomment moins de métal d'apport et d'énergie. Elles éliminent souvent le recours à des fixations coûteuses.
• Les fabricants peuvent retirer ou ajuster les punaises facilement.
• Les punaises remplacent souvent les pinces mécaniques pour les assemblages simples.

Malgré des avantages évidents, le soudage par points présente également des limites :

• Les points de fixation seuls supportent moins de charge qu'une soudure terminée. Ils ne servent que d'ancrages temporaires.
• Le soudage à proximité d'un bord fin ou d'une plaque très fine risque de provoquer des brûlures lors du pointage.
• Une taille ou un nombre excessif de points de soudure peut compliquer le nettoyage final de la soudure, nécessitant davantage de meulage et de mélange.
• Des points mal placés ou irréguliers peuvent créer des erreurs d'alignement qui se répercutent sur l'ensemble de la soudure.

Conseils pour des soudures par points de haute qualité

Même si les points de soudure sont temporaires, une mauvaise qualité peut compromettre la soudure finale. Voici les meilleures pratiques pour garantir des points de soudure fiables :

Équilibrer la chaleur des deux côtés

Visez une durée d'arc d'une seconde par point. Ce bref jet de chaleur contrôlé donne au métal suffisamment d'énergie pour fusionner sans surchauffer de part et d'autre. Maintenez un mouvement régulier de l'électrode pour répartir la chaleur uniformément sur le joint.

Nettoyer toutes les surfaces et le mastic

La saleté, l'huile, la rouille et la peinture peuvent perturber la fusion du métal. Essuyez les métaux de base et le fil d'apport avec un nettoyant ou un solvant approprié. Assurez-vous d'atteindre tous les recoins de la zone de collage prévue pour éviter les contre-dépouilles ou les liaisons faibles.

Choisissez soigneusement l'emplacement de vos selleries

Identifiez les points de votre pièce où deux ou trois punaises bien placées maintiendront l'ensemble solidement. Concentrez-vous sur les zones les plus sollicitées ou où le contrôle des écarts est crucial. Évitez de fixer les punaises trop près des bords, où la chaleur peut provoquer des brûlures.

Utiliser des supports temporaires ou du ruban adhésif

Même de légers décalages de position peuvent entraîner un désalignement une fois la soudure finale commencée. Utilisez du ruban adhésif haute température, des aimants ou des serre-joints légers pour immobiliser les pièces. Ce support supplémentaire permet de maintenir les angles droits et les écarts constants à chaque pose de point.

Prévoir un temps de refroidissement adéquat

Ne passez pas d'une opération à l'autre à la hâte. Laissez chaque zone refroidir un instant jusqu'à ce qu'elle soit encore chaude au toucher. Ce temps d'arrêt évite un revenu excessif du métal environnant et contribue à éviter la formation de fissures ou de contraintes résiduelles excessives.

Planifiez votre séquence de virements pour minimiser la distorsion

La chaleur s'accumule même avec des points courts. Pour éviter le gauchissement, commencez à piquer au centre d'une couture longue et progressez vers l'extérieur en alternant les côtés du joint. Ce mouvement de va-et-vient équilibre l'apport de chaleur et réduit les rétrécissements irréguliers.

Choisissez le bon gaz de remplissage et de protection

Adaptez votre fil ou baguette d'apport au métal de base. Pour le soudage MIG, choisissez un gaz de protection compatible pour stabiliser l'arc. L'utilisation de combinaisons appropriées garantit une fusion nette de chaque point de soudure et évite l'introduction de contaminants dans la soudure finale.

Entraînement sur des morceaux de récupération

Avant de vous attaquer au vrai travail, effectuez quelques soudures d'essai sur des morceaux de métal de même type et de même épaisseur. Cet essai vous aidera à choisir l'ampérage, l'angle d'électrode et la vitesse de déplacement appropriés. Il vous indiquera également la quantité de fil d'apport nécessaire et l'ordre de pointage de chaque joint.

Quel est le symbole de soudure par points ?

Il n'existe pas de symbole de soudure dédié ou officiellement reconnu pour le pointage dans les systèmes de symboles de soudage standard (tels que AWS A2.4). Cependant, en pratique, le symbole de soudure par points – un simple cercle – est souvent utilisé pour représenter un pointage sur les dessins techniques.

Pour indiquer une soudure par points, ce symbole circulaire peut être placé :

• Au-dessus de la ligne de référence si le tack doit être appliqué du côté de la flèche
• En dessous de la ligne de référence si elle se trouve du côté opposé
• Par la ligne de référence si le tack doit être appliqué des deux côtés

Les soudures par points étant temporaires et ne faisant pas partie de la soudure finale, les concepteurs ajoutent généralement une note ou un texte à proximité du symbole pour préciser qu'il s'agit d'une soudure par points et non d'une soudure par points permanente. Cela permet d'éviter toute confusion lors de la fabrication.

Quels défis peuvent survenir lors du soudage par points ?

Plusieurs défis peuvent affecter la qualité des soudures par points :

• Soudures faibles : si la fixation n'est pas suffisamment solide, les pièces peuvent se déplacer ou se déchirer pendant la manipulation.
• Fissuration : une contrainte élevée ou un refroidissement rapide peuvent entraîner de petites fissures cachées, en particulier dans les aciers trempés.
• Zones affectées par la chaleur (ZAT) : Un contrôle thermique incorrect peut former des zones cassantes, qui peuvent se rompre plus tard même si la colle est meulée.
• Défauts de soudure finale : des soudures par points de mauvaise qualité peuvent créer des résidus de scories, des coups d'arc ou des cratères qui compromettent la qualité de la soudure finale.

Pour éviter cela, les soudures par points doivent être réalisées avec soin, tout comme les soudures permanentes.

Les soudures par points peuvent-elles provoquer des fissures ?

Ils le peuvent, surtout si :

• Le refroidissement est trop rapide (trempe rapide)
• L'acier est sensible aux fissures
• Trop de chaleur est appliquée sur une petite zone
• La soudure est laissée avec des scories ou des projections

Les traitements post-soudage, comme le préchauffage ou le refroidissement lent, peuvent contribuer à réduire les fissures, mais ne sont pas toujours utilisés pour les points de soudure. C'est pourquoi les meilleures pratiques et une planification adéquate sont essentielles.

Soudage par points et soudage par points : principales différences

Il est facile de confondre le soudage par points et le soudage par points, mais ils remplissent des fonctions différentes :

Aspect	Soudage par points	Soudage par points
Interet	Alignement temporaire avant la soudure finale	Connexions électriques permanentes
Production de chaleur	Chauffage à l'arc avec métal d'apport	Chauffage par résistance par pression d'électrode
Matériau de remplissage	Utilise généralement du fil ou de la tige	Pas de remplissage ; le courant traverse le métal
Types de joints	Joints bout à bout, à recouvrement, d'angle, en T	Principalement des joints à recouvrement sur des tôles minces
Amovibilité	Peut être meulé et recollé	Permanent, non amovible
Équipement	Configurations Arc, MIG, TIG ou thermit	Machines de soudage par résistance spécialisées

Le soudage par points est idéal pour la production à grande vitesse d'assemblages de tôles (carrosseries automobiles, appareils électroménagers). Le soudage par points excelle dans les assemblages polyvalents et lorsque la soudure finale exige un ajustement précis.

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Conclusion

Le pointage est une étape essentielle de la fabrication métallique. Il garantit l'alignement correct et le maintien des composants avant le soudage final. Cette soudure temporaire sert de guide, aidant les soudeurs à maintenir les joints, à réduire les déformations et à produire des produits finaux précis et de haute qualité. Bien qu'il ne soit pas conçu pour supporter des charges en permanence, le pointage contribue grandement à optimiser la production, à réduire les coûts et à améliorer la précision des soudures.

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QFP