Friction inertielle
Soudage par friction

3.1 Principe

La friction inertielle a été développée plus tard et diffusée au départ sous le nom de Inertia welding. Elle vient de l’idée d’opérer en temps courts en vue d’accroître les caractéristiques des soudures de certains métaux à haute résistance et à faible diffusivité thermique.

L’expérience montre que pour ces matériaux la soudabilité est excellente lorsque l’on met en œuvre des efforts de forgeage plus importants qu’en friction pilotée dans des conditions thermiques différentes.

Le principe découle des observations suivantes :

• si l’on veut obtenir, sur un assemblage de deux barreaux pleins, des conditions de friction et d’échauffement uniformes sur toute la section, il faut faire varier la vitesse de rotation depuis une vitesse élevée, efficace près de l’axe, jusqu’à une vitesse plus basse, efficace en périphérie. On obtient cela de façon simple en utilisant un volant d’inertie préalablement accéléré et dont on va ensuite libérer l’énergie par le freinage dû à la friction sous pression élevée. Cette libération s’accompagne d’une diminution de la vitesse jusqu’à l’arrêt. On observe alors que la consommation de métal commence à se produire après un temps de rotation non négligeable au bout duquel l’échauffement s’est étendu à toute la section ;

• lors de l’arrêt naturel, la force de friction devient la force de forgeage sans aucun laps de temps préjudiciable à la formation de la liaison obtenue ainsi dans des conditions thermiques notablement réduites.

Ces conditions sont réunies dans une machine à souder inertielle dont le principe est donné sur la figure 3a. Dans une telle machine, le mandrin tournant est conçu pour recevoir divers volants d’inertie dont la conjugaison permet d’ajuster la masse inertielle et par suite l’énergie engagée par accumulation.

Les différentes phases d’une opération sont les suivantes :

• mise en place des pièces dans les mandrins et fermeture de ces derniers ;

• démarrage du cycle automatique (figure 3b ) qui comprend ;

  • la mise en marche du moteur, la broche...