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).
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).
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.
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.
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 :
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
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
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