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Claude OBERLIN : Responsable de la rubrique Électrothermie du traité Génie électrique - Adjoint au Chef du Département Applications de l’Électricité dans l’Industrie, de la Direction Études et Recherches d’Électricité de France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le chauffage par induction est le procédé qui permet de transférer l’énergie électrique d’un circuit primaire à une pièce métallique constituant un circuit secondaire dans lequel les pertes Joule sont transformées en chaleur. Le transfert énergétique est basé sur les propriétés de l’induction.
L’induction permet de transmettre l’énergie directement à l’intérieur du produit sans aucun contact matériel. Elle assure des densités de puissances très élevées (jusqu’à 4-6 MW/m2), des échauffements rapides, une très grande précision de la température et généralement un très bon rendement. C’est pourquoi le chauffage par induction est largement utilisé pour les chauffages avant déformation, pour tous les traitements thermiques et chauffage de fils, tubes et bandes, ainsi que pour des opérations d’assemblage comme le soudage ou le brasage.
Nous préciserons, principalement, dans cet article les modalités d’application sur acier. Les cas des autres alliages métalliques étant traités par ailleurs.
La figure 1 résume les interventions thermiques dans les premières transformations de l’acier et les opérations associées.
Le lecteur pourra se reporter à l’article « Chauffage par induction électromagnétique [1] ».
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4. Procédés d’assemblage
4.1 Brasage
Le brasage regroupe les procédés d’assemblage qui lient les matériaux de base par l’intermédiaire d’une mince couche de métal d’apport, la brasure , constitué d’un matériau plus fusible que les matériaux à lier [2].
Le mécanisme de brasage fait essentiellement intervenir la capillarité du métal d’apport à l’état liquide, dans l’espace entre les constituants à assembler, avant sa diffusion en surface des matériaux.
Les conditions suivantes doivent être satisfaites pour effectuer une opération de brasage correcte :
— une bonne homogénéité thermique des pièces dans la zone à braser ;
— un jeu optimal entre les surfaces à braser qui dépend de la viscosité de la brasure ;
pour les alliages à base de cuivre et d’argent, le jeu varie de 20 à 100 µm :
— une fluidité suffisante de la brasure à l’état liquide pour que les forces de capillarité puissent s’exercer.
HAUT DE PAGE4.1.2 Avantages et limites du brasage par induction
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Les avantages de l’induction sont nombreux par rapport au chauffage classique au chalumeau. On peut citer :
-
la localisation naturelle du chauffage, en corrélation directe avec la topologie de l’inducteur, dans la zone à braser et non dans le métal d’apport, elle entraîne l’absence quasi totale de déformations de la pièce et minimise les transformations métallurgiques indésirables dans les matériaux de base (trempe, recuit…) ;
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le contrôle du cycle rapide de montée en température, suivi du maintien, afin d’éviter la décomposition de la brasure ou sa surchauffe (oxydation réduite grâce au choix approprié des flux) ;
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le refroidissement plus rapide, lié à la localisation du chauffage, permet d’économiser de la brasure ;
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l’automatisation...
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Procédés d’assemblage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DEVELEY (G.) - Chauffage par induction électromagnétique. - Traité Génie électrique. D 5 935‐ D 5 936 (2000).
-
(2) - NOËL (L.) - Brasage. - Traité Génie mécanique. B 5 195 (1984).
-
(3) - Travail des matériaux - Assemblage. - Traité Génie mécanique volume B 7 111 (1993‐1999).
-
(4) - LEROY (P.), TOURNIER (H.) - Méthodes d’assemblage. - Traité Plastiques et Composites. Plasturgie. A 3 755 (1984).
-
(5) - SIMON (H.) - Assemblage par collage. - Traité Plastiques et Composites. Plasturgie. A 3 758 (1994).
-
(6) - CAZES (R.) - Soudage par friction. - Traité Génie mécanique. B 7 745 (1996).
-
...
Congrès CFE, L’induction et ses applications industrielles, Strasbourg, mars 1991.
Congrès ATTT‐CFE, Traitement par induction, Paris, décembre 1994.
Congrès CFE, L’induction dans les procédés industriels, Paris, mai 1997.
HAUT DE PAGE2 Pôles de compétences en France
Laboratoire CREFACI, École des Hautes Études Industrielles, Service Études‐Recherches.
Laboratoire IRSID, Établissement de Maizières.
CIREP, Groupe SACILOR.
École des Mines Nancy, Laboratoire de Métallurgie.
EDF/Division R&D, Département Applications de l’Électricité dans l’Industrie.
SUPELEC, Laboratoire de Génie Électrique de Paris.
Laboratoire LRTI, IUT de Saint‐Nazaire.
Laboratoire LEP, CUST, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand.
Laboratoire LEL, École Centrale de Lyon.
Laboratoire LAMMAR, ENSAM Bordeaux, Esplanade des Arts et Métiers.
Laboratoire LEEI, INP Toulouse – ENSEEIHT.
Société CEDRAT.
Laboratoire LEG, ENSIE Grenoble.
Laboratoire MADYLAM, ENSHM Grenoble.
Laboratoire de Magnéto‐Hydrodynamique, Université d’Avignon.
Laboratoire LUE, Institut Méditerranéen de Technologie.
Société SIMULOG.
ATYS Consultants, Les Guillardières.
INRETS.
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