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Auteur(s)
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Roland CAZES : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - ex‐Directeur des recherches, Société Sciaky
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Lire l’articleINTRODUCTION
Connu dès la fin du siècle dernier, mais rarement employé, le soudage par friction a été développé sous sa forme industrielle en Union soviétique vers 1956 puis en Grande‐Bretagne et aux États‐Unis quelques années plus tard.
Le soudage par friction permet de réaliser des assemblages en bout de deux pièces dont l’une au moins a une symétrie de révolution. Il met en œuvre l’effet thermique engendré dans leur plan de joint par la rotation rapide sous pression des pièces l’une sur l’autre ou encore par friction. La puissance de chauffe résulte du couple résistant et de la vitesse de rotation maintenue en principe constante. C’est un procédé d’assemblage global qui se classe parmi les procédés de forgeage. Du fait du fluage du matériau pendant la friction et lors du forgeage, la température de fusion n’est jamais atteinte.
Il est difficile d’emploi sur des matériaux n’ayant pas de caractéristiques favorables au phénomène de friction et en particulier les matériaux très électroconducteurs tels le cuivre et ses alliages.
Dans une application donnée, il peut entrer en compétition favorable avec les autres procédés utilisables, à savoir et essentiellement : le soudage en bout par résistance ou par étincelage, le soudage par bossage annulaire, le soudage par faisceau d’électrons et le brasage. Son point fort se situe au niveau de sa source de chaleur – de nature mécanique – particulièrement facile à réaliser et à maîtriser grâce à sa stabilité naturelle. Il en découle pour les machines une morphologie très simple et des avantages intéressants : pas d’appel de courant élevé, pas de projections, des outillages sans usure, pas d’apport de métal coûteux, un contrôle aisé, etc., appréciés dans les ateliers de construction mécanique.
Pour autant que l’on puisse appliquer des serrages appropriés à la transmission du couple de friction et de l’effort de forgeage, il prend la première place par rapport aux autres.
Le lecteur pourra également se reporter à l’article Procédés de soudage- Principes généraux et critères de choix pour les différents procédés de soudage.
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Machines à souder
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4. Mise en œuvre du soudage
4.1 Préparation des pièces
Du point de vue strict de la géométrie, tous les assemblages de révolution sont réalisables par friction.
Lorsque les sections ne sont pas égales, il peut être nécessaire de réaliser sur la plus grande pièce une préparation visant à obtenir la symétrie et à permettre une meilleure répartition thermique en vue d’un fluage équilibré. La figure 5 donne quelques principes de base utilisés couramment.
Lorsque les métaux sont dissemblables, cela se traduit par une configuration dissymétrique des bourrelets (figure 6).
Dans la pratique, les conditions d’emploi sont, pour les plus importantes :
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la possibilité d’appliquer aux deux pièces un serrage suffisant et de leur transmettre le couple de friction ;
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des pièces suffisamment rigides pour donner lieu à un processus stable en évitant les flexions parasites ;
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une meilleure symétrie possible, avec préparation si besoin de l’une des pièces pour s’approcher du meilleur équilibre thermique.
4.2 Soudabilité
Le procédé de soudage par friction s’applique à un grand nombre de matériaux semblables et dissemblables ainsi que le montre le tableau 5. Il présente, de ce fait, par rapport aux soudages par étincelage et à l’arc, un avantage substantiel.
HAUT DE PAGE4.3 Caractéristiques des soudures
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Qualités mécaniques : la géométrie des assemblages obtenus par friction permet d’envisager son emploi sur les pièces finies. Les dispersions dimensionnelles, tant en longueur qu’en désalignement, sont largement inférieures à 0,5 mm. Elles dépendent de la qualité des montages mais également de celle de la machine (fiabilité du contrôle de longueur, flexions des bâtis, répétabilité du cycle, etc.).
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Qualités...
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