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Auteur(s)
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Roland CAZES : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Ancien directeur technique de la société Sciaky
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’expression soudage par friction-malaxage est la traduction généralement admise en France de Friction Stir Welding, en abrégé FSW, nom donné en Grande-Bretagne au procédé de soudage continu par friction né en 1991 sous la forme d’un brevet déposé par l’Institut de Soudure britannique, « The Welding Institute » mieux connu sous le sigle TWI. Ce procédé, qui n’est à son origine que simples « perfectionnements relatifs au soudage par friction » (Improvements relating to friction welding), n’a cessé de se développer au point que dix années plus tard :
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plus de 400 brevets ont été déposés en Grande-Bretagne, en Europe, aux USA et dans le monde (dont plus de 200 au Japon, aucun en France), démontrant l’activité née de l’intérêt qu’il suscite ;
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quelque 60 organisations diverses (constructeurs, instituts, utilisateurs) en ont acquis la licence ;
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une dizaine de constructeurs propose des équipements appropriés ;
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plusieurs applications industrielles sont aujourd’hui engagées parmi lesquelles le soudage spectaculaire de réservoirs de fusées.
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Applications
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5. Propriétés
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Procédé
• Large gamme d’épaisseurs soudables de quelques millimètres à 100 mm.
• Préparation par usinage mécanique avec précisions peu contraignantes (écarts de 10 % de l’épaisseur admissibles).
• Tôles mises bout à bout sans chanfrein.
• Pas de décapage chimique avant soudure pour alliages légers.
• Possibilité de souder des matériaux différents.
• Soudure en une seule passe sur toute l’épaisseur, ou en deux passes opposées sur épaisseurs fortes.
• Pas de consommables, métal d’apport ou protection gazeuse.
• Soudages d’angle et en « T ».
• Soudages par superposition et à clin.
• Soudage en toutes positions.
• Réalisation simplifiée d’assemblages difficiles par d’autres méthodes de soudage.
• Pas de finition après soudage.
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Soudures
• Gamme de matériaux très étendue.
• Soudage d’alliages difficiles par procédés conventionnels.
• Absence de structure métallique fondue.
• Propriétés mécaniques excellentes.
• Effets inexistants ou limités des tensions résiduelles.
• Faible distorsion (figure 16).
• Faibles contraintes de retrait.
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Environnement
• Pas de protection gazeuse.
• Pas de consommables.
• Pas de projections.
• Pas de circulation d’eau de refroidissement.
• Pas de finition après soudage (sauf pour les soudures circulaires).
• Bon rendement énergétique (3 kW pour 12,5 mm sur alliage d’aluminium).
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Équipement
• Mécanisation.
• Automaticité aisée du procédé ; contrôle par commande numérique.
• Équipement électromécanique de conception simple de type machine-outil.
• Pas de projections ni d’émanations de fumées.
• Pas de protection thermique ou oculaire.
• Consommables limités à l’outil et à l’énergie.
• Possibilité d’un contrôle en ligne des paramètres.
• Pas de qualification des opérateurs.
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Limitations
•...
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
L’essentiel des données concernant le procédé se trouve réuni à l’Institut de Soudure britannique, TWI, ainsi qu’à l’Institut de Soudure français, IS.
Il faut savoir que le procédé fait actuellement l’objet de nombreux programmes de recherche et développement financés par les entreprises ou les instituts, dont certains sont français (aéronautique, chemins de fer, etc.). Ils concernent tous les aspects du procédé, scientifiques, technologiques, économiques et pratiques. Tous matériaux, épaisseurs, formes de joints, applications particulières sont pris en compte dans des groupes de travail dont les résultats et conclusions restent confidentiels du fait de leur financement privé.
Il n’y a encore que très peu de littérature divulgant ces résultats de façon suffisamment pertinente sur la globalité de la question ou sur telle application particulière.
Pour toute démarche utile, il convient donc de s’adresser en France à l’Institut de Soudure et bien sûr au TWI qui est le leader de la question sous tous ses aspects. Il dispose d’équipements industriels de nature à couvrir un large domaine de soudage et sur lesquels il est possible de conduire essais et développements.
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