Soudage des contacts et des fils

Soudure - le processus d'assemblage de métaux à l'état solide avec des soudures qui, une fois fondues, coulent dans l'espace, mouillent les surfaces à souder et, une fois refroidies, se solidifient, forment un cordon de soudure.

La soudure est réalisée à une température inférieure à la température de fusion des matériaux des pièces à assembler. Dans le même temps, la température de la soudure utilisée pour le soudage doit être légèrement supérieure au point de fusion et la température des pièces à assembler doit être proche de la température de fusion de la soudure. Le respect de cette condition est nécessaire pour obtenir une telle mobilité de la soudure, qui assure le remplissage des vides dans les coutures entre les éléments de contact et l'écoulement autour de leurs surfaces.

Une connexion par soudure de qualité ne peut être obtenue que si la soudure mouille les surfaces de contact des éléments à connecter, et a également des propriétés capillaires élevées et assure le remplissage des espaces entre les éléments à connecter.

La méthode métallurgique de connexion de pièces utilisant une soudure avec un point de fusion inférieur à 450 ° C est appelée brasage tendre. L'adhérence de la soudure au métal se produit en raison de l'adhérence de la soudure au métal. Il convient de noter que le point de fusion de la soudure pour le brasage tendre à 450 ° C est supposé conditionnellement.

La réalisation de joints de contact à l'aide d'une soudure dont le point de fusion est supérieur à 450 ° C est appelée soudure. La liaison de la soudure au métal dans ce cas est due à la fois à l'adhérence et à la diffusion de la soudure dans le métal.

Lors de la soudure, il n'y a presque pas de fusion des éléments connectés, les connexions soudées sont donc plus faciles à réparer.

Le brasage établit des connexions entre pratiquement n'importe quel même métal ou une combinaison de métaux différents.

Le cuivre fait partie des métaux facilement soudables. Cependant, l'ajout d'éléments d'alliage au cuivre complique le processus de brasage, car la présence d'impuretés dans le cuivre modifie les propriétés des films d'oxyde, ce qui constitue un obstacle à la formation d'une connexion fiable. De plus, les impuretés des alliages de cuivre réagissent lors du brasage et forment des joints cassants. À cet égard, lors de la réalisation des connexions de contact, les flux et les soudures doivent être soigneusement sélectionnés.

Le brasage de l'aluminium présente deux défis majeurs. Premièrement, il y a un film d'oxyde réfractaire sur l'aluminium, et deuxièmement, l'aluminium a une conductivité thermique élevée avec une capacité thermique relativement faible et un grand coefficient de dilatation linéaire. Par conséquent, dans le processus de brasage des éléments de contact en aluminium, le chauffage doit être localisé, le choix du flux doit être fait en fonction des additifs d'alliage introduits dans le métal.

Les caractéristiques des différents métaux à assembler ou leurs combinaisons prédéterminent à la fois le processus technologique de brasage et les soudures, les flux et les équipements utilisés pour le brasage.

Structure de contact soudée

Le brasage a beaucoup en commun avec le soudage par fusion, mais il existe des différences fondamentales entre les deux. Si pendant le soudage, les métaux principaux et supplémentaires se trouvent dans le bain de soudure à l'état fondu, le métal principal ne fond pas pendant le soudage.

En général, la soudure est un complexe de processus métallurgiques et physico-chimiques se produisant à la frontière entre le métal solide de base et le métal liquide - soudure.En fonction des propriétés physico-chimiques du matériau de base et de la soudure, ainsi que des conditions et méthode de soudure, le joint, formé entre eux, a une structure différente. Il est connu que la condition d'assemblage du métal de base avec la soudure est l'adhérence. Lors du mouillage d'une surface métallique propre avec de la soudure et de sa solidification ultérieure, les processus suivants se produisent.

Si les composants qui composent la soudure n'interagissent pas avec le métal de base avant de s'y dissoudre, alors des liaisons intergranulaires apparaissent entre la soudure et ce métal. La force de liaison de la soudure durcie au métal de base est proche de la force de la soudure elle-même. Ceci est déterminé par le fait que la soudure remplit toutes les irrégularités et les micro-canaux, qui forment une surface d'adhérence développée, dépassant largement la surface de contact visible.

Dans le cas où la dissolution d'un métal dans un autre est possible à la température de brasage ou à des températures plus basses, en plus des liaisons intercristallines, il y a diffusion d'atomes de brasage dans le métal brasé et inversement. La diffusion mutuelle de la soudure et du métal de soudure est extrêmement sensible à la température. Par conséquent, le développement de ce processus dépend de la température de brasage et de la durée du chauffage. À certaines températures, le métal fondu et les composants de la soudure forment des couches intermétalliques à la limite du joint.

La structure du joint de contact réalisé par brasage est une zone constituée d'une couche de brasure coulée égale à l'espace entre les éléments à assembler et entourée des deux côtés par les produits de l'interaction de la brasure avec les métaux de base — intermédiaire intermétallique couches différentes compositions — et zones de distribution mutuelle.

La structure du joint soudé: 1 - fils connectés; 2 — zones de corrosion ; 3 - couches intermétalliques ; 4 - soudure; 5 — zone de diffusion

Soudure de fils d'aluminium

La connexion et la ramification de fils solides d'une section de 2,5 à 10 mm2 par soudure sont effectuées après que les extrémités du noyau ont été préalablement connectées avec une double torsion de sorte qu'une rainure se forme au point où les noyaux se touchent. La jonction est chauffée avec la flamme d'un brûleur propane-butane ou d'une lampe à essence à la température du début de la fusion de la soudure. Ensuite, avec effort, frottez les surfaces de raccordement avec un fer à souder introduit dans la flamme. À la suite du frottement, la rainure est nettoyée des impuretés et étamée lorsque le joint est chauffé. De cette façon, toute la connexion est scellée.

Connexion à souder et branchement de fils solides

Connexion, terminaison et branchement de fils aluminium isolés par brasage réalisé après découpe pas à pas des zones de contact des fils aluminium et leur étamage préalable. Les extrémités des veines sont insérées dans des formes spéciales, en les plaçant au milieu et au centre de la partie tubulaire afin qu'elles se touchent. Des écrans de protection sont placés sur les fils pour protéger l'isolation des fils connectés de l'action de la flamme. Les refroidisseurs sont également utilisés pour les grandes sections de fils. Les surfaces intérieures des formes sont pré-peintes avec de la peinture froide ou frottées à la craie. Les endroits où les fils entrent dans la matrice sont scellés avec de l'amiante en feuille ou en cordon pour éviter les fuites de soudure.

Avant le brasage à la flamme directe, la partie médiane de la matrice est chauffée, puis la soudure est introduite dans la flamme qui, en fondant, remplit la matrice jusqu'au sommet du trou.

La figure montre une connexion préparée pour le soudage. La méthode de moulage par soudure a été développée et utilisée. Avec cette méthode, les veines préparées sont posées avec des chanfreins à un angle de 55 °. forme, en laissant une distance entre eux d'environ 2 mm, les opérations restantes de préparation du fil pour la connexion sont similaires à celles effectuées en connexion par fusion.

Dans le creuset, 7 à 8 kg de soudure sont fondus et chauffés à environ 600°C (pour éviter un refroidissement rapide). Entre le creuset et l'endroit où la soudure est coulée, un bac de récupération de la soudure est installé, qui est fixé aux parties exposées des fils.La soudure est versée dans le moule à travers le trou de coulée jusqu'à ce que les bords des noyaux soient fondus et que le moule soit rempli. Il est recommandé de remuer la soudure et de gratter le film d'oxyde des extrémités des noyaux avec un grattoir. Le temps de soudage ne dépasse pas 1 à 1,5 minutes.

Fils toronnés avec des formes montées dessus, préparés pour le brasage : 1 - isolation du fil, 2 - écran de protection, 3 - forme, 4 - fil posé, 5 - joint d'amiante.

Connexion des conducteurs de câbles en aluminium par soudure en versant de la soudure fondue : a — vue générale du processus de soudure, b — gabarit pour décorer les extrémités des fils ; c - connexion prête, 1 - soudure, 2 - points de soudure

Soudure de fils de cuivre

La technologie de connexion et de terminaison des fils de cuivre par soudure est la même. Le soudage de fils d'une section de 1,5 à 10 mm2 est effectué avec un fer à souder et d'une section de 16 à 240 mm2 avec une torche ou un chalumeau au propane-butane; le processus de brasage consiste à plonger dans de la soudure fondue ou à verser de la soudure fondue sur le point de soudure.

Le raccordement et le branchement des fils de cuivre jusqu'à 10 mm2 par soudure s'effectuent après préparation de leurs contacts. Les veines sont torsadées, recouvertes de colophane, le point de soudure est chauffé avec un fer à souder en faisant fondre la soudure au point de soudure ou en plongeant la connexion dans un bain de soudure. Une fois que le joint est humidifié avec de la soudure et que les espaces entre les extrémités soudées en sont remplis, le chauffage du joint s'arrête.

Connexion et branchement de fils de cuivre d'une section de 4 à 240 mm2 par soudure à l'aide de raccords de contact, elle est réalisée par irrigation.A cet effet, la soudure dans des creusets en graphite ou en acier est chauffée dans un four électrique ou à gaz à une température de 550-600°C.

Les fils préparés pour la connexion ou la terminaison sont pré-étamés puis placés dans un manchon ou une virole. Le joint conducteur est situé au milieu du manchon. Lorsque vous avez terminé, le noyau est inséré dans le trépan de sorte que son extrémité affleure l'extrémité de la section de tuyau de la pointe. Pour éviter les fuites de soudure sur le noyau, l'amiante est enroulé entre l'extrémité du manchon (pointe) et le bord de l'isolant. L'articulation est horizontale. L'irrigation de la soudure se poursuit jusqu'à ce que le volume entre le noyau et la pointe soit rempli, mais pas plus de 1,5 minute. À la fin de la soudure, essuyez immédiatement (jusqu'à ce que la soudure refroidisse) le manchon avec un chiffon imbibé de pommade à souder, en expulsant et en lissant les taches de soudure.

La soudure de différents fils métalliques se fait en utilisant la même technologie que la connexion de deux fils d'aluminium. Lors de la préparation des extrémités des fils d'aluminium pour le soudage, leurs extrémités sont biseautées à un angle de 55O ou coupées par étapes, après quoi les extrémités sont étamées. Le soudage se fait par fusion directe dans le moule ou par coulée avec de la soudure pré-fondue. Le raccordement et le branchement des fils toronnés et massifs en aluminium peuvent également se faire dans des douilles en cuivre étamé.