Au cours du processus de soudage, le métal à souder subit un chauffage, une fusion (ou l'atteinte d'un état thermoplastique) puis une solidification et un refroidissement continu en raison de l'apport et de la propagation de la chaleur, ce que l'on appelle le processus thermique de soudage.
Le processus de chaleur de soudage traverse l'ensemble du processus de soudage et devient l'un des principaux facteurs qui affectent et déterminent la qualité et la productivité du soudage à travers les aspects suivants :
1) La taille et la répartition de la chaleur appliquée au métal de la soudure déterminent la forme et la taille du bain de fusion.
2) Le degré de réaction métallurgique dans le bain de fusion est étroitement lié à l’effet de la chaleur et à la durée d’existence du bain de fusion.
3) Le changement des paramètres de chauffage et de refroidissement du soudage affecte le processus de solidification et de transformation de phase du métal en fusion et affecte la transformation de la microstructure métallique dans la zone affectée par la chaleur. Par conséquent, la structure et les propriétés de la soudure et de la zone affectée par la chaleur du soudage sont également liées à l'effet thermique.
4) En raison du chauffage et du refroidissement inégaux de chaque partie de la soudure, un état de contrainte inégal est provoqué et différents degrés de déformation et de contrainte sont générés.
5) Sous l'action de la chaleur de soudage, diverses formes de fissures et autres défauts métallurgiques peuvent apparaître en raison de l'influence combinée de la métallurgie, des facteurs de contrainte et de la structure du métal à souder.
6) La chaleur d'apport de soudage et son efficacité déterminent la vitesse de fusion du métal de base et de l'électrode (fil de soudage), affectant ainsi la productivité du soudage.
Le procédé de soudage thermique est beaucoup plus complexe que le procédé de traitement thermique dans des conditions générales. Il présente les quatre caractéristiques principales suivantes :
a. Concentration locale du processus thermique de soudage
La soudure n'est pas chauffée dans son ensemble pendant le soudage, et la source de chaleur ne chauffe que la zone proche du point d'action directe, et le chauffage et le refroidissement sont extrêmement inégaux.
b. Mobilité de la source de chaleur de soudage
Pendant le processus de soudage, la source de chaleur se déplace par rapport à la soudure et la zone chauffée de la soudure change constamment. Lorsque la source de chaleur de soudage est proche d'un certain point de la soudure, la température du point augmente rapidement et lorsque la source de chaleur s'éloigne progressivement, le point se refroidit à nouveau.
c. Nature transitoire du processus thermique de soudage
Sous l'action d'une source de chaleur hautement concentrée, la vitesse de chauffage est extrêmement rapide (dans le cas du soudage à l'arc, elle peut atteindre plus de 1500 degrés/s), c'est-à-dire qu'une grande quantité d'énergie thermique est transférée de la source de chaleur à la soudure en très peu de temps, et en raison du chauffage La vitesse de refroidissement est également élevée en raison de la localité et du mouvement de la source de chaleur.
d. Complexité du processus de transfert de chaleur de la soudure
Le métal liquide dans le bain de fusion est en mouvement intense. À l'intérieur du bain de fusion, le processus de transfert de chaleur est dominé par la convection du fluide, tandis qu'à l'extérieur du bain de fusion, la conduction thermique solide est le processus principal, et il existe également un transfert de chaleur par convection et un transfert de chaleur par rayonnement. Par conséquent, le processus de soudage thermique implique diverses méthodes de transfert de chaleur, ce qui constitue un problème de transfert de chaleur composite.
Les caractéristiques des aspects ci-dessus rendent le problème du transfert de chaleur par soudage très compliqué. Cependant, comme il a une influence importante sur le contrôle de la qualité du soudage et l'amélioration de la productivité, les soudeurs doivent maîtriser ses lois fondamentales et les tendances changeantes sous divers paramètres du processus.
