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Soudage par friction: processus, types et avantages

Soudage par friction: processus, types et avantages


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Le soudage par friction, comme son nom l'indique, utilise la friction pour souder les joints. Il n'y a pas de chaleur externe appliquée dans le processus d'assemblage.

Par conséquent, le soudage par friction n'est pas un processus de soudage par fusion mais un processus de soudage à l'état solide dans lequel le joint résultant est souvent aussi résistant que le métal-mère. Cette technique de soudage est utilisée dans plusieurs industries pour assembler des pièces.

Entrons dans les détails du fonctionnement de cette technique et de ses avantages.

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Si vous frottez vos paumes l'une contre l'autre, vous observerez que vos paumes deviendront chaudes. Au fur et à mesure que vous augmentez la pression et la vitesse, vous commencerez à vous sentir plus chaud.

Le même principe de génération de chaleur par friction est utilisé dans le soudage par friction, où les pièces métalliques sont amenées à frotter les unes contre les autres à une vitesse et une pression extrêmement élevées.

Cette interaction entre les deux surfaces se traduit par un frottement mécanique. Même si les deux matériaux à souder peuvent paraître lisses à l'œil nu, il existe des irrégularités au niveau microscopique. Ces irrégularités suffisent à générer des frottements entre leurs surfaces.

Lorsque deux matériaux subissent un soudage par friction, le mouvement relatif entre eux et la pression qui leur est appliquée génèrent de la chaleur aux points de contact. Au fur et à mesure que le processus se poursuit, la génération de chaleur augmente également et les deux matériaux commenceront à devenir visqueux aux points de contact.

Là encore, le mouvement entre les deux favorise le mélange des deux pièces à leurs points de contact, créant une liaison ou une soudure.

Tout processus de soudage qui utilise le frottement comme moyen de créer la liaison peut être qualifié de soudage par friction. Cependant, il existe essentiellement quatre types de procédés de soudage par friction.

Passons brièvement en revue chacun d'eux pour comprendre les différences subtiles entre eux.

Soudage par friction rotative: Sur les deux matériaux, l'un est tourné sur la surface de l'autre où la soudure est requise. Le processus utilise la force axiale de compression et les vitesses de rotation élevées.

Cette combinaison provoque la plastification des deux matériaux, conduisant éventuellement à une liaison entre les deux.

Soudage par friction linéaire: Dans ce type de soudage par friction, l'un des matériaux oscille par rapport à l'autre à des vitesses élevées avec des forces de compression élevées dans un mouvement de va-et-vient. La chaleur résultante générée au niveau des surfaces provoque la plastification du métal et les oxydes ou contaminants au niveau de la surface sont brûlés ou expulsés sur les côtés.

Soudage par friction malaxage:Le soudage par friction-malaxage utilise un outil spécial avec un épaulement cylindrique et une broche profilée pour créer des soudures. La goupille se déplace le long de la couture des deux pièces jusqu'à ce que l'épaule repose sur la couture.

L'outil tourne alors là où le frottement entre l'épaulement et la couture ramollit le métal. La broche profilée est déplacée linéairement à travers la ligne de couture en remuant le métal mou et en créant une liaison dans le processus.

Soudage par points d'agitation par friction: Le soudage par points par friction-malaxage est l'un des types de soudage par friction-malaxage avec une différence majeure.

Dans le soudage par friction-malaxage, l'outil est déplacé le long du joint des pièces. Cependant, dans le soudage par points par friction et agitation, l'outil est tourné en un point et n'est pas déplacé.

Il tourne et crée une soudure, et l'outil est soulevé, créant un trou de sortie où la broche profilée a été injectée.

La vitesse à laquelle le mouvement relatif se produit et la pression appliquée sur les pièces dépendent de l'amplitude de la chaleur nécessaire pour créer la soudure entre les deux pièces métalliques. Pour l'acier, le soudage par friction génère n'importe où entre 900 et 1300 degrés Celsius.

Beaucoup utilisent le soudage par inertie et le soudage par friction comme synonymes. Cependant, le soudage par inertie est un type de soudage par friction.

Pour être précis, le soudage par inertie est un type de soudage par friction rotative. Il tire le nom de soudage par inertie de la façon dont la rotation a lieu.

Dans cette technique d'assemblage, l'une des pièces est maintenue fixe tandis que l'autre est montée sur une broche. La broche est conçue pour tourner à grande vitesse pour générer un frottement entre les deux surfaces métalliques.

Ici, le régime maximal de la broche est fixe et est basé sur le type de matériau qu'elle contient et la température qu'elle doit atteindre pour souder les deux pièces ensemble.

Une fois que la broche atteint le régime maximal, l'entraînement se désengage et la pièce fixe se fie à la pièce rotative. La pièce continue à tourner d'elle-même en raison de la force d'inertie résultant de l'énergie cinétique.

Toutes les techniques de soudage n'assurent pas les mêmes résultats d'assemblage. Par conséquent, le type de soudage est choisi en fonction des propriétés conférées au joint par le processus de soudage.

Laissez-nous discuter de certains des avantages de l'utilisation du soudage par friction:

Permet de joindre des métaux différents: L'un des principaux avantages du soudage par friction est qu'il peut être utilisé pour assembler des métaux différents.

Certains des joints de friction bimétalliques courants sont:

  • De l'aluminium à l'acier
  • Du cuivre à l'aluminium
  • Du titane au cuivre
  • Alliage de nickel à l'acier

En règle générale, chaque métal forgé peut être soudé par friction. Cela donne plus de liberté aux ingénieurs car ils peuvent créer des structures bimétalliques grâce au soudage par friction.

Les joints cuivre-aluminium sont généralement considérés comme non maniables, mais avec le soudage par friction, c'est possible.

Il n'y a pas d'application externe de chaleur ou de flux: Le soudage par friction ne nécessite aucune chaleur ou flux externe, ce qui permet un processus facile et moins salissant.

Peu ou pas de défauts: L'un des avantages du soudage à l'état solide est qu'il contient peu ou pas de défauts par rapport au soudage par fusion. Les mêmes effets sont appliqués au soudage par friction.

Processus très rapide: Le soudage par friction est considéré comme l'une des méthodes de soudage les plus rapides, avec une cadence jusqu'à deux ou même 100 fois plus rapide que les soudures par fusion normales.

Ne nécessite pas beaucoup de préparation de surface: Les surfaces usinées, coupées à la scie ou cisaillées peuvent être assemblées par soudage par friction. Cependant, la présence de lubrifiants ou d'huiles n'est pas autorisée pour des conditions de soudage optimales.

Le soudage par friction est un terme générique qui englobe plusieurs types de procédés de soudage. De nombreuses industries s'appuient sur le soudage par friction pour créer des joints autrement impraticables.

Il est rapide, efficace et l'une des options les plus populaires en matière de soudage à l'état solide.


Voir la vidéo: Friction welding On lathe. Soudure par friction (Mai 2022).