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TECHNOLOGIE

FSW StirWeld

UN CONSEIL?

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.

outils soudage par friction malaxage Stirweld
exemple plan d'outil Stirweld
soudage FSW à l’état solide sans fusion

Principe du FSW 

  • Etape 1 : L’outil FSW est composé d’un épaulement pour chauffer la matière par friction et d’un pion pour malaxer les pièces.
  • Etape 2 : Les pièces sont bridées soit bord à bord, soit par recouvrement.
  • Etape 3 : L’outil est mis en rotation (vitesse de 400 à 1800 tr/min) puis plonge verticalement dans la matière.
  • Etape 4 : Après une phase de stabilisation de la température, l’outil se déplace le long des pièces (vitesse constante de 200 à 3000 mm/min en fonction de la nature et de l’épaisseur des pièces).
  • Etape 5 : Lors du déplacement, un effort piloté  ( 3kN à 18kN) est appliqué sur l’outil FSW. La chaleur produite par le frottement rend le matériau pâteux et l’outil malaxe les pièces entre elles de proche en proche. Ce soudage est donc réalisé à l’état solide sans fusion.
  • Etape 6 : A la fin de la soudure, l’outil remonte verticalement laissant un trou. Ce trou est souvent vu comme un défaut mais ne vous inquiétez pas ! Nos experts ont plein de solutions à vous apporter.

Les soudures FSW peuvent être de différents types en fonction de la configuration de soudage souhaitée et de type de matière utilisée.

exemple soudure FSW Stirweld

soudure bout à bout

soudage par friction malaxage en forme T

soudure en T

soudure friction malaxage par transparence

soudure par transparence

tête de soudage par friction malaxage
DIN ISO 25239 FSW Stirweld
  • 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 client

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.

 

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)

hooking

bavure FSW

bavure

trou de ver FSW

trou de ver

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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.

 

 

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