APPLICATION FSW

Échangeur thermique soudé par FSW

Réduction du poids et performance améliorée : efficacité du soudage par friction malaxage pour les composants de la mobilité électrique.

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Pourquoi choisir le soudage par friction malaxage pour l’assemblage de vos échangeurs thermiques en aluminium ?

Un échangeur thermique dédié à la mobilité électrique joue un rôle crucial dans le refroidissement des composants électroniques des véhicules hybrides et électriques. Fabriqué à partir de pièces en aluminium moulé, il est principalement employé dans les boîtiers électroniques. Au cours de son assemblage, il est essentiel d’assurer une étanchéité irréprochable, une robustesse mécanique et un rapport qualité-prix avantageux. Le soudage par friction-malaxage répond remarquablement bien à ces trois impératifs.

100% étanche

Garantie sans fuite pendant 15 ans.

Résistance supérieure

La résistance mécanique est deux fois plus élevée que le vissage.

Réduction des coûts

Remplacement du vissage.

Spécifications techniques des échangeur thermiques en aluminium soudés par FSW

Lorsque vous cherchez à effectuer un soudage par friction malaxage efficace et de haute qualité de vos échangeur thermiques, il est impératif de considérer et de gérer précisément divers éléments critiques qui sont intégraux au processus :

Dimensions du capot (épaisseur & largeur) : la taille et les dimensions jouent un rôle crucial dans l’efficacité globale et la capacité de dissipation de la chaleur d’un échangeur thermique. Il est essentiel que l’épaisseur du capot soit adéquate pour garantir sa stabilité et sa solidité. De plus, la largeur de l’échangeur doit être optimisée pour maximiser la dispersion de la chaleur, ce qui a un impact direct et significatif sur les performances du produit final.

Définition du chemin de l’outil : cet aspect implique de cartographier la trajectoire exacte que l’outil FSW suivra pendant le processus de soudage. Un chemin d’outil précisément défini est essentiel pour créer un soudage uniforme, robuste et fiable, contribuant à l’intégrité structurelle et à la longévité de la pièce.

Gestion de la “Zone Morte” : La “Zone Morte” fait référence à la zone où l’outil FSW sort du matériau. La gestion efficace de cette zone est pivotale car elle a un impact considérable sur les qualités esthétiques et structurelles du soudage final. Elle nécessite une planification et une exécution méticuleuses pour assurer un produit final visuellement attrayant et mécaniquement solide.

Un échangeur thermique est un boîtier en aluminium moulé sous pression avec un canal de refroidissement scellé par un capot. Dans le soudage par friction malaxage, la plupart du temps, le capot est soudé bout à bout.

Habituellement, la conception mécanique de la pièce vise à résister à une pression d’éclatement de 4,5 bars et une pression de fatigue de 2,5 bars sur 30 000 cycles, reflétant le nombre typique de démarrages et d’arrêts pour un véhicule. En conséquence, la largeur et l’épaisseur du couvercle sont méticuleusement dimensionnées pour satisfaire les spécifications demandées par les clients. De plus, grâce à la technique de soudage par friction-malaxage (FSW), l’échangeur thermique peut supporter des pressions allant jusqu’à 300 bars tout en conservant une résistance mécanique élevée.

Pour vous aider à concevoir votre échangeur thermique, notre service d’assistance à la conception est à votre disposition. Il vous aidera à trouver le matériel et le design optimaux pour votre échangeur thermique afin d’atteindre les performances attendues.

Pour les applications d’e-mobilité, le soudage des échangeurs thermiques est d’une importance primordiale et l’efficacité dans ce processus est cruciale. Les solutions Stirweld permettent une vitesse d’assemblage impressionnante d’une pièce par minute, avec une longueur de soudure d’1 mètre, améliorant considérablement le rendement de la production. Avec la capacité d’atteindre une vitesse de soudage allant jusqu’à 1500 mm/min, ces solutions sont conçues pour des processus d’assemblage rapides et robustes. Ce qui distingue les solutions Stirweld, c’est l’intégration du soudage par friction malaxage et du fraisage au sein du même centre d’usinage. Cette approche innovante est rendue possible grâce à l’utilisation d’un changeur d’outil automatique, optimisant le flux de travail et réduisant le besoin d’intervention manuelle. De plus, un seul outillage de bridage est employé pour les opérations de FSW et de fraisage, simplifiant la configuration et facilitant un processus d’assemblage plus rationalisé et efficace. Cette approche intégrée accélère non seulement la production, mais assure également un degré de précision et de fiabilité plus élevé dans l’assemblage de plaques froides pour les applications d’e-mobilité.

Test de pression

L’eau est injectée à haute pression dans le canal de l’échangeur thermique pour tester la capacité du capot à résister à l’éclatement. Cette méthode d’évaluation est cruciale pour confirmer que l’échangeur est capable de tenir bon face aux contraintes externes, en évitant ainsi les risques de défaillance.

Test d’étanchéité

Ce test essentiel est réalisé pour confirmer la qualité de l’échangeur thermique soudé. La réussite du test d’étanchéité assure que le composant est exempt de fuites, avec une jointure soudée offrant un sceau solide et hermétique.

Gestion thermique

Une évaluation expérimentale est menée pour caractériser la résistance thermique de l’échangeur et la chute de pression. Cette analyse évalue son efficacité à dissiper la chaleur, un facteur critique pour les applications dans des environnements exigeants.

Test visuel

Le but du test visuel est de détecter tout excès de flash tout en s’assurant que la force exercée par l’épaulement sur la surface de la pièce est appropriée. La présence d’une force inadéquate ou d’un excès de flash peut signaler des défauts potentiels dans la soudure.

Temps de soudage : 2 min

Temps de soudage : 1.5 min

Temps de soudage : 1 min

Temps de soudage : 1 min

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Le soudage par Friction Malaxage appliqué aux échangeur thermiques en temps réel

Comparaison du FSW aux techniques de scellement et de vissage pour l’assemblage des échangeur thermiques

Traditionnellement, le montage des boîtiers et capots des échangeurs thermiques se fait par scellement et vissage. Toutefois, l’émergence de technologies plus performantes, notamment le soudage par friction-malaxage, a changé la donne. Lors de la comparaison entre les méthodes de scellement & vissage et la solution Stirweld, qui implique l’utilisation d’une tête FSW adaptée aux centres d’usinage, deux facteurs majeurs sont considérés : le coût d’investissement dans l’équipement et la taille des lots à produire.

Soudage par Friction Malaxage

Avec la tête Stirweld FSW pour centre d’usinage, une pièce coûte 1,5 €.

Longue durée de vie du consommable : outil FSW environ 0,1 €/m.

Tout en un : machine hybride de soudage et d’usinage.

Processus de fabrication rapide : vitesse de soudage jusqu’à 3000 mm/min.

Faible consommation d’énergie : similaire à l’opération de fraisage.

Pas de traitement de surface / nettoyage avant FSW.

Formation facile : 2 jours pour former un opérateur d’usinage en opérateur FSW.

Pas de risque en service.

Scellement et vissage

En utilisant le scellement et le vissage, une pièce coûte 4,6 €.

Processus coûteux : nombreux consommables (joint plus vis).

Défaut de fuite d’environ 1 à 5 %.

2 étapes de fabrication.

Risque de fuites en service en raison du mauvais placement du joint et de la pression cyclique.

Refroidissement électronique et échangeur thermique : enjeux majeures pour le secteur automobile

Une gestion efficace de la température est essentielle pour les véhicules hybrides et électriques, afin de garantir une performance optimale et une durabilité accrue des batteries. Les variations de température ont un impact significatif sur l’efficacité et la longévité des batteries. En outre, cela contribue au confort des passagers en assurant une température intérieure constante, particulièrement dans des conditions climatiques extrêmes. Ainsi, un refroidissement impeccable des composants électroniques est vital. Cela exige un échangeur thermique performant, conçu pour refroidir efficacement ces systèmes.

Ainsi, les échangeur thermiques soudés par FSW jouent un rôle central dans le secteur automobile pour la gestion thermique des véhicules électriques et hybrides (VEH).

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Approfondissez vos connaissances : nos ressources sur le soudage FSW d’échangeurs thermiques

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Webinaire – 40 min – Replay

Friction Soudage par Friction Malaxage : échangeur thermique pour l’e-mobilité

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4 éléments essentiels pour un soudage FSW de haute qualité

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Soudage par Friction Malaxage : principes et tendances

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