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RÉSERVOIR EN ALUMINIUM

Friction Stir Welding

découvrir

Soudage FSW d’un réservoir en aluminium

L’aluminium est de plus en plus utilisé pour la réalisation de réservoirs, que ce soit dans l’industrie ferroviaire, spatiale ou dans l’industrie aéronautique, notamment pour le stockage de l’hydrogène, du GNL ou encore de l’ergol.

Les avantages du FSW pour l’assemblage de réservoirs en aluminium

SOUDURES 100% ÉTANCHES : aucune porosité, joint FSW de haute qualité, meilleure résistance à la corrosion.

RÉSISTANCE MÉCANIQUE SUPÉRIEURE : coefficient d’efficacité de joint entre 70 et 100%.

AUGMENTATION DE LA DURÉE DE VIE : une meilleure résistance à la fatigue grâce à des contraintes résiduelles minimales.

FACILITÉ D’UTILISATION : le soudage par friction malaxage remplace le soudage MIG et le soudage TIG (procédés de soudage conventionnels).

 

Soudage de réservoirs en aluminium
Soudures 100% étanches

aucune porosité, joint FSW de haute qualité, meilleure résistance à la corrosion.

Résistance mécanique supérieure

coefficient d’efficacité de joint entre 70 et 100%.

Augmentation de la durée de vie

une meilleure résistance à la fatigue grâce à des contraintes résiduelles minimales.

Facilité d’utilisation

le soudage par friction malaxage remplace le soudage MIG et le soudage TIG (procédés de soudage conventionnels).

Soudage de réservoir en aluminium

Quels secteurs d’application pour des réservoirs en aluminium soudés par FSW ?

RÉSERVOIR CRYOGÉNIQUE À HYDROGÈNE EN ALUMINIUM SOUDÉ PAR FSW

Le soudage par friction malaxage est une technique de soudage qui conserve les propriétés mécaniques de l’aluminium avec un excellent coefficient d’efficacité du joint : supérieur à 70%. De plus, le FSW garantit un taux de défaut post-soudure réduit, une parfaite répétabilité et la possibilité de souder des alliages d’aluminium à haute performance (tels que AA2024-T3 ou AA2219-T8). Enfin, une fois soudé, un réservoir cryogénique à hydrogène sera 100% étanche, une qualité exigée pour ce type d’application.

Pour en savoir plus sur le réservoir cryogénique à hydrogène en aluminium soudé par friction-malaxage, cliquez ici

Exemples de secteurs d’application : aéronautique, spatial.

Réservoir cryogénique à hydrogène en alluminium

LANCEURS SPATIAUX SOUDÉS PAR FRICTION MALAXAGE

Le soudage par friction malaxage est utilisé pour le soudage circonférentiel des panneaux de lanceurs et pour le soudage des dômes (soudage bout à bout) : le coût du procédé est divisé par 2.

Le FSW permet le soudage d’alliages d’aluminium à haute performance, séries 2xxx et 7xxx, qui sont largement utilisées dans la fabrication des lanceurs spatiaux mais qui n’étaient pas soudables auparavant ou très difficiles à souder.

En outre, le soudage FSW vient réduire le poids des lanceurs spatiaux grâce à l’utilisation de panneaux raidis plus légers soudés par friction malaxage. Par ailleurs, le FSW permet de souder différentes formes de raidisseurs :

  • en croix, triangulaires, axiaux et circonférentiels.
  • Ces raidisseurs sont obtenus par usinage simple ou par extrusion.

Secteur d’application : spatial.

Le FSW dans l'industrie aérospatiale
Petit réservoir de carburant en aluminium

RÉSERVOIR D’OXYGÈNE LIQUIDE ASSEMBLÉ PAR FSW

Pour cette application, les avantages du FSW sont nombreux :

  • Soudure 100% étanche,
  • Hautes propriétés mécaniques,
  • Excellente répétabilité.

Exemple de secteurs d’application : spatial, aéronautique.

ZOOM : LE FSW POUR LE SOUDAGE DES RAIDISSEURS DES RÉSERVOIRS

Les raidisseurs d’un réservoir permettent de réduire le poids du réservoir tout en conservant la même résistance mécanique. Le soudage par friction malaxage est la seule technologie de soudage qui permet d’appliquer des raidisseurs sur la peau du réservoir. Grâce à cette technique on obtient de nombreux avantages : déformation minimale, contraintes résiduelles minimales qui améliorent la durée de vie en fatigue, meilleure résistance à la corrosion.

Soudage FSW avec un pion rétractable : la solution pour combler le trou de sortie

Souvent un problème dans les secteurs du spatial ou de l’aéronautique, le trou de sortie de la soudure FSW peut être comblé grâce à un pion rétractable. En voici l’exemple :

Connecteurs de réservoir en aluminium à souder

Sur la photo ci-dessus, vous pouvez voir une soudure FSW circonférentielle d’un réservoir de 100 mm de diamètre en aluminium 2024-T3 et d’une épaisseur de 2,4 mm. A la fin de la soudure, vous pouvez voir que le trou de sortie a été rempli grâce à la mise en œuvre du principe du pion rétractable.

Vous pouvez voir ici une coupe métallographique de la soudure FSW à l’état stationnaire, sans défaut de soudure, conformément à la norme ISO 25239.

Sur cette deuxième coupe métallographique, nous pouvons voir qu’il n’y a aucun défaut au niveau du trou de sortie de la soudure FSW. En effet, le trou de sortie est parfaitement rempli grâce au pion rétractable.

PRINCIPE DU PION RÉTRACTABLE

Réservoirs soudés par friction malaxage

Voici les résultats de YS (Yield Strength) et UTS (Ultimate Tensile Strength) en fonction de la position de l’échantillon sur les trois feuilles de soudures convexes. La moyenne de l’UTS est de 396 MPa (88% du matériau de base) avec un écart type de 18 MPa.

Procédé de soudage à géométrie convexe avec la tête FSW Stirweld à pion rétractable

Réservoir en aluminium soudé par FSW
Réservoirs d'air en aluminium pour camions
Soudage par friction-malaxage d'un réservoir en aluminium
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