Comment des variantes de règles de process révolutionnent le soudage de composants de systèmes d’échappement

Pleins gaz vers l’avenir de l’automobile

Si les véhicules électriques sont de plus en plus appréciés dans l’industrie automobile, les analystes prévoient néanmoins que plus de deux tiers des véhicules achetés fonctionneront exclusivement avec des moteurs à combustion jusqu’en 2025. Une raison suffisante pour s’interroger sur la meilleure façon de souder ces composants.

Les systèmes d’échappement évacuent les gaz de combustion du moteur et nettoient ces derniers. Ils doivent ainsi résister à des températures élevées et à la corrosion. Ce sont les exigences liées à chaque composant qui déterminent leur matériau de fabrication.

Le soudage MAG automatisé est le processus le plus souvent utilisé lorsqu’il s’agit d’assembler des composants de systèmes d’échappement. Le collecteur d’échappement est une pièce particulièrement complexe lors du process de soudage : les rayons étroits des composants obligent le robot à réduire la vitesse de soudage. Une quantité excessive d’énergie ne peut néanmoins pas être dirigée vers le composant, et le process de soudage doit rester stable et reproductible.

L’électronique haute performance crée de nouvelles opportunités

Tout comme le collecteur d’échappement, d’autres composants cachent également certains obstacles. La nature et l’épaisseur du matériau correspondent aux exigences de chaque groupe de composants. Le process de soudage doit donc également être adapté aux composants concernés. Fronius dispose de différentes variantes de règles de process pour le soudage MAG qui permettent de souder des composants complexes de façon constante. L’électronique haute performance des sources de courant de soudage modernes permet aux utilisateurs de contrôler l’arc électrique et d’obtenir ainsi des résultats optimaux.

Le mode « Low Spatter Control » (LSC) se prête particulièrement bien au soudage de composants de systèmes d’échappement. Il fonctionne sur la base de l’arc court, a des besoins énergétiques réduits et émet très de peu de projections. Pour cela, l’installation de soudage contrôle l’apparition de courts-circuits avec précision : pour y parvenir à faible puissance, la source de courant identifie le rapprochement exact du fil-électrode au bain de fusion et contrôle le détachement de la goutte dans le bain de fusion. L’apport de chaleur est ainsi réduit dans le composant, le tout presque sans projections. Ce sont des conditions idéales pour assembler des parois étroites et pour des assemblages aux géométries variables, comme pour le collecteur d’échappement. Le mode Low Spatter Control offre par ailleurs une grande stabilité en cas de réorientations complexes de la torche de soudage, ainsi que des vitesses de soudage élevées.

Une autre variante de process est le mode « Pulse Multi Control » (PMC). Ce process à arc pulsé modifié se distingue par un contrôle précis du détachement de la goutte et une faible quantité de projections. Le mode Pulse Multi Control génère un arc électrique puissant et stable tout en offrant des vitesses de dépôt élevées, notamment dans des positions contraignantes, et une bonne maîtrise du bain de fusion. Les utilisateurs peuvent ainsi éviter tout défaut, tel que des entailles de pénétration, et peuvent souder de façon stable et reproductible. Cette variante se prête particulièrement bien aux composants soumis à des tolérances et avec d’importants écarts d’épaisseur de paroi : des conditions qui concernent de nombreux composants de systèmes d’échappement. Le mode Pulse Multi Control assure dans ce cas une pénétration suffisante et un bon recouvrement des fentes. Les fournisseurs automobiles ont souvent recours à ce mode opératoire de soudage pour assembler des collecteurs d’échappement. En pratique, le mode Pulse Multi Control présente des vitesses de soudage nettement plus élevées et donc une productivité accrue.

Plus haut, plus loin et surtout plus fin !

Les futurs défis de l’industrie automobile pourraient néanmoins mettre en évidence d’autres variantes de process. Une tendance importante est le développement de véhicules de plus en plus légers. Un poids réduit permet de diminuer la consommation de carburant, et les économies de matériaux réduisent les coûts de production. On observe également des répercussions dans la conception des composants de systèmes d’échappement. Les matériaux de base et d’apport thermorésistants qui sont utilisés permettent la fabrication de composants avec des matériaux de plus en plus fins. Les composants avec une épaisseur de 0,8 millimètre pourraient devenir la norme à l’avenir. C’est alors que le mode opératoire de soudage CMT (Cold Metal Transfer) intervient. Il combine un arc court régulé avec un fil-électrode qui se déplace d’avant en arrière. Le résultat : un apport de chaleur considérablement réduit et un process de soudage extrêmement stable, grâce auquel l’utilisateur obtient d’excellents résultats, même en assemblant des composants d’une grande finesse.