Qu’est-ce que le soudage par friction malaxage ou FSW?
Le soudage par friction-malaxage est l’une des tendances les plus avancées en matière de technologie de soudage. La soudure est réalisée à l’état pâteux : c’est l’état solide du processus de jonction. La soudure est créée uniquement par déformation mécanique par friction.
Les paramètres technologiques à prendre en compte: la géométrie de l’outil, les paramètres de soudage (vitesse de rotation de l’outil en tours par minute, vitesse de déplacement de l’outil en mm / min et l’angle d’inclinaison de l’outil en degrés) et la conception des joints.
Début 2015, le brevet du TWI tombe dans le domaine public, ouvrant de grandes perspectives de développement pour la technologie FSW.
Avantages de la technologie FSW
Technologie mature pour l’assemblage de l’aluminium et du cuivre.
le FSW permet de conserver des propriétés proches du matériau de base
Soudage des alliages d’aluminium à haute résistance
séries 2000, 6000 et 7000
Soudage des matériaux dissimilaires
Auminiuml-Cuivre, fonderies d’aluminium mais également Aluminium-Acier
Procédé « vert »
pas de décapage avant soudage, pas de gaz de protection, pas de fumée, pas de bruit.
Soudage « à froid »
ou plus exactement à l’état pâteux. Sans fusion et sans apport de matière.
FSW en 4 étapes
Étape 1 : Les pièces sont bridées soit bord à bord (butt welding), soit par recouvrement (lap welding).
Étape 2 : L’outil, constitué d’un épaulement qui chauffe le matériau par friction et d’un pion qui malaxe les matériaux, est mis en rotation (vitesse de 400 à 1800 tr/min) puis plonge verticalement dans la matière.
Étape 3 : Après une phase de stabilisation de la température (entre 1 et 5 secondes), l’outil se déplace le long du cordon de soudure (vitesse constante de 700 à 3000 mm / min selon la nature et l’épaisseur des pièces). La chaleur générée par la friction rend le matériau plus souple et l’outil malaxe les pièces ensemble.
Étape 4 : À la fin de la soudure, l’outil remonte verticalement en laissant un trou. Ce trou est souvent considéré comme un défaut ; cependant, de nombreuses solutions existent pour résoudre cet inconvénient.
Les soudures FSW peuvent être de différents types en fonction de la configuration de soudage souhaitée et de type de matière utilisée.
soudure bout à bout
soudure en T
soudure par transparence
Technologie FSW
Avantages du soudage de l’aluminium :
- Économique
-
Technologique
-
Environnemental
Avantages coût
Coût de soudage négligeable : peu de consommables (1 outil = 1500 m de soudure), pas de matériau d’apport, pas de préparation de surface, pas de gaz ni d’infrastructure de stockage et de réseau, faible consommation électrique : 0,2 kWh/m (soit 50% du soudure MIG). Limitation des contrôles post soudage.
Technologie intégrable sur la plupart des MOCN (Machines-Outils à Commande Numérique) limitant l’investissement.
Location possible de la tête FSW pour limiter le CAPEX.
Avantages produit
Tous les alliages d’aluminium sont soudables : haute résistance (2000, 6000 et 7000), tôlerie (3000, 5000), fonderie (AS), électronique (1000). Grande résistance mécanique : abattement statique de l’ordre de 10-20%, résistance à la fatigue proche du matériau de base. Soudure étanche à l’eau, à l’acide, à l’air. Excellente conduction thermique et électrique. Mise en forme possible après soudage : emboutissage ou pliage possible des pièces soudées sans risque de fissuration. Capacité de soudage jusqu’à 20 mm d’épaisseur.
Avantages clients
Démocratiser dans l’aéronautique, l’automobile, le spatial, le ferroviaire et le naval
Norme de soudage existante : ISO 25239
Avantages procédé
Solution répondant à la pénurie de soudeurs qualifiés.
Pas de préparation de surface : aucun décapage n’est nécessaire
Après soudage : soudure invisible face envers, pas ou peu de reprise face endroit.
Extrêmement répétable par rapport au soudage par fusion (MIG, TIG). Remplacement du brasage, du soudage TIG, MIG ou FE. Soudage à l’état solide : pas de fissuration, pas de porosité, pas de projection, pas de fumée. Température de 400°C : la Zone Affectée Thermiquement (ZAT) des soudures est minimale et les déformations des pièces sont très limitées, voire nulles. Non toxique : pas de production d’ozone comparée au soudage à l’arc. Soudage possible dans toutes les positions : pas de bain de fusion.
Assemblage de grandes pièces à haute ductilité
Performance du joint : Réduction mécanique en fonction du type de soudure
Quels sont les défauts que l’on peut rencontrer lors de la soudure FSW?
Les professionnels de FSW Friction Stir Welding rencontrent fréquemment les défauts suivants dans leur soudure :
-La porosité se poursuit le long de la soudure (trou de ver)
-Manque de pénétration à la racine de la soudure
-Hooking (défaut typique du soudage par transparence)
-Bavure sur les bords de soudure (flash)
Bavure
Trou de ver
Manque de pénétration
Hooking
Contactez-nous
STIRWELD
Bâtiment ENS, Campus de Ker lann, Avenue Robert Schuman, 35170 Bruz FRANCE
Stirweld démocratise le FSW par :
–La réduction drastique du coût d’investissement
–Un catalogue d’outils FSW de qualité et à moindre coût
–L’accompagnement de nos experts sur tout votre cycle d’industrialisation
Depuis 1995, le FSW est resté une technologie réservée aux applications à forte valeur ajoutée impliquant des équipements onéreux. L’invention de Stirweld permet de souder par FSW à partir de Machines-Outils à Commande Numérique (MOCN) existantes.
L’offre de cet équipement permet de baisser drastiquement le coût d’investissement d’une machine FSW tout en proposant des performances identiques à une machine spéciale FSW.
L’innovation de Stirweld permet ainsi aux entreprises d’optimiser leur parc machine et de proposer à leurs clients cette nouvelle technologie de soudage.
Essais sur pièce
pour identifier les paramètres FSW optimum
Contrôles destructifs des pièces prototypes
selon les normes ISO 25239 (essais de
traction, de fatigue, de corrosion, de pliage)
Test d’opérations post - FSW
traitement de surface ( anodisation OAS ou OAC, nickelage,
peinture), traitement thermique, finition, usinage
Contrôles non destructifs des pièces prototypes
liquide pénétrant (resuage ou LPI) , radiographie X, ultra-sons.
Création des documents Qualité
D-MOS et Q-MOS (WPS) selon ISO 25239
Typologie d’intervention de nos experts FSW
Notre équipe de spécialistes vous accompagne dans l’implantation du FSW dans votre entreprise.
L’optimisation des paramètres de soudage FSW vous permet d’ajuster la réalisation de vos pièces en garantissant une soudure parfaite et reproductible.
Le bridage des pièces a un impact important sur votre cadence de production et sur la qualité de la soudure.
Nous vous accompagnons dans l’ajustement des paramètres de soudage et dans la conception de vos outils de bridage.
