Soudage FSW (Friction Stir Welding)
Le principe de ce procédé est de réaliser un cordon de soudure en “malaxant” la matière des pièces à assembler sans passer par la fusion des matériaux. Il contourne ainsi les nombreux défauts du soudage conventionnel ou laser sur l’aluminium (fissuration à chaud, fumée, oxydation, déformation importante...).
Une soudure avec une bonne résistance mécanique et à la fatigue
Le soudage par friction-malaxage (FSW) est une technologie adaptée pour l’assemblage de pièces d’aluminium puisqu’elle permet d’assembler des alliages d’aluminium à haute résistance sans passer par la fusion et sans apport de matière.
Les températures maximales atteintes durant le procédé sont inférieures à la température de fusion de la matière : le procédé de soudage par friction malaxage (FSW) est donc un procédé de soudage à l’état “pâteux”.
De ce fait, certains problèmes inhérents à la soudure par fusion des alliages d’aluminium (comme la formation de fissures, de porosité, la diminution de résistance dans la zone affectée thermiquement) ne se rencontrent pas en FSW. Par ailleurs, le retrait de la couche d’oxyde avant soudage ou l'usage d’un gaz de protection ne sont pas nécessaires.
Un procédé mature et simple à mettre en oeuvre
Ce procédé se démocratise dans les secteurs automobile et aéronautique et permet la réalisation de nombreuses pièces (Retrouvez les cas d'application ci-dessous)
• Procédé propre : pas d'émission de fumées
• Bonnes caractéristiques mécaniques
• Coût d'outillage et consommation énergétique faibles
• Possibilité de souder ensemble deux matériaux aux caractéristiques différentes (par exemple aluminium et acier)
• Flexibilité : automatisable et robotisable en ligne de production
• Assemblage de matériaux dissemblables : cuivre, aluminium, thermoplastique
• Soudage à l’état pâteux, pas de fissuration à chaud, pas de porosité, pas de dégagement de fumée
• Non-dénaturant pour la structure d’origine des pièces
• Grande stabilité d’exécution, grande résistance mécanique et à la fatigue (70-90% du matériau de base)
• Différents types de joints : bout à bout, joint en T, à recouvrement, en angle
• Qualité d’aspect esthétique sur la face opposée à la friction
• Trajectoires de travail verticales ou horizontales
• Etanchéité de l’assemblage (supprime les joints, visseries, encollages, sertissages)
• Fabrication de structures allégées
• Investissement matériel modéré, rapidement amortissable
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Cas d’application du soudage par friction malaxage dans l’industrie
Le soudage par friction malaxage est utilisé entre autres dans la construction navale, l'aéronautique, l'industrie spatiale et l'automobile.
Par exemple les ponts de navires en aluminium (légers et non inflammables), cloisons de trains, wagons, carrosseries, véhicules de transport, structures aéronautiques, conducteurs thermiques ou électriques, liaisons électriques aluminium-cuivre, connections de batteries, boitiers de platines électroniques, encapsulation, boitiers thermoplastique, sous-ensembles sans collage, éléments de décoration, réservoirs…
Qu’est-ce que le soudage par friction malaxage (Friction Stir Welding) ?
Le soudage par friction malaxage (abrégé en FSW pour Friction Stir Welding) est un procédé de soudage qui consiste à assembler deux pièces en les amenant dans un état pâteux grâce à un outil en rotation.
Le grand défi actuellement, est son application industrielle aux aciers et aciers inox. Un outil de forme cylindrique comportant un épaulement et un pion coaxial tourne à vitesse constante sur la ligne de contact entre les pièces à souder, qui deviennent pâteux. Le pion FSW étant monté sur une broche, sa rotation et sa plongée dans une jonction de 2 ou plusieurs matériaux génèrent le ramollissement des matériaux (plastification). Cette montée en température associée à l’avance permet de réaliser la soudure. L'assemblage complet est alors obtenu lors de la progression de l'outil, qui parcourt progressivement toute la zone qui doit être soudée.
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PME et Grands Groupes des filières industrielles : Métallurgie, Aéronautique, Automobile, Naval, Ferroviaire, Energie, Hydrogène, biens d’équipements…
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FAQ
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Pour les matériaux de type aluminium, la limite supportable par le matériau est d’environ 2 mètres par minute. Pour obtenir une soudure de qualité, les valeurs d’avance sont proches de 1 mètre par minute.
Seuls les matériaux à bas point de fusion sont soudables. Toutefois, en associant un matériau à bas point de fusion avec un matériau à plus haut point de fusion, on peut réaliser un assemblage peu résistant par soudure FSW.
Nos autres expertises
Nos expertises en soudage par friction malaxage - Institut Maupertuis
Static Shoulder Friction Stir Welding (SS-FSW) - Institut Maupertuis
