Quels sont les inconvénients des procédés de soudage par fusion ?

Les procédés de soudage par fusion, tels que le soudage à l’arc, TIG, MIG ou laser, sont largement utilisés en métallurgie en raison de leur efficacité et polyvalence. Malgré cela, ils présentent néanmoins plusieurs inconvénients sur le plan environnemental :

• Émissions de gaz et fumées toxiques : la fusion des métaux libère en premier lieu des gaz, fumées, oxydes de métaux, particules fines et composés volatils. Ces émanations contiennent des substances dangereuses comme le plomb, le zinc, le cadmium et le manganèse. Elles sont nocives pour la santé humaine et l’environnement ;
• Consommation d’énergie : le soudage par fusion nécessite également des températures extrêmement élevées. Il implique une consommation significative d’énergie, provenant généralement de sources non renouvelables. Cette consommation contribue à l’empreinte carbone du processus ;
• Production de déchets : les procédés de soudage conventionnels génèrent aussi des résidus, déchets de flux et d’électrodes non utilisés. La gestion et l’élimination de ces déchets engendrent des problèmes environnementaux lorsqu’ils ne sont pas correctement traités ;
• Utilisation de produits chimiques : ces techniques de soudure nécessitent souvent l’utilisation de flux, revêtements et gaz de protection (comme l’argon, l’hélium ou le dioxyde de carbone). Ces produits chimiques ont des impacts négatifs sur l’environnement, notamment en cas de fuite ;
• Pollution sonore : le soudage par fusion est une activité bruyante. Il peut ainsi être particulièrement gênant dans les zones urbaines ou industrielles densément peuplées ;
• Risque d’incendie et de sécurité : les températures élevées et les étincelles produites par les procédés de soudage traditionnels peuvent enfin augmenter les risques d’incendie. Il est alors d’usage de recourir aux produits chimiques retardateurs de flamme, eux-mêmes nocifs.

Afin d’atténuer ces impacts environnementaux, il devient aujourd’hui essentiel pour les industriels d’adopter des procédés de soudage écologiques et responsables. C’est le cas de la technologie de soudage par friction malaxage…

Les atouts écologiques du soudage par friction malaxage

Absence de matériaux d’apport

Le soudage FSW est un procédé de soudure à l’état solide. Il permet d’assembler des alliages hétérogènes à froid. C’est l’action combinée de la pression exercée par l’épaulement sur les pièces à assembler, la rotation du pion qui malaxe la matière et l’avance de l’outil le long du joint de soudure qui permettent de fusionner les éléments.

Parmi les atouts écologiques du soudage par friction malaxage, citons donc en premier lieu l’absence de matériaux d’apport. Électrodes, gaz de protection autres consommables ne sont ainsi pas nécessaires pour créer la soudure.

Il n’y a pas non plus besoin d’apporter de métal supplémentaire en FSW. Rien que la fabrication du métal d’apport représente pourtant 50% du CO₂ généré dans les procédés traditionnels. Le FSW est par conséquent un procédé de soudage plus durable.

La production de l’acier et de l’aluminium, souvent utilisés comme métaux d’apport, nécessite en effet des étapes telles que la réduction, la fusion et le raffinage. Mais aussi leur transport depuis l’usine jusqu’au lieu de soudage, ce qui contribue aux émissions de CO_2.

Absence d’émissions à effet de serre

Autre intérêt de cette technologie de soudage écologique : l’absence de fumées toxiques produites généralement lors de la fusion des métaux. En effet, en FSW, les surfaces à souder n’ont pas besoin d’être préparées ni décapées au préalable.

En soudage traditionnel en revanche, les pièces sont parfois nettoyées avec des solvants. Leur fusion entraîne donc une combustion de ces produits qui rejettent alors des composés néfastes pour l’environnement.

Enfin, en soudage par fusion, il est courant d’utiliser des gaz de protection, rayonnement UV, voire des champs électromagnétiques afin de protéger les pièces à souder de l’oxydation. Ce n’est pas le cas en soudage par friction malaxage qui se fait uniquement par déformation mécanique…

Maximisation de la qualité des soudures

En soudure par friction malaxage, le cordon de soudure est tracé à même la matière, par le mélange des métaux. Ce procédé est ainsi connu pour produire des assemblages de haute qualité, résistants et durables…

La technologie de soudage écologique FSW permet donc de limiter les rebuts, gaspillage de matière mais aussi le travail supplémentaire pour corriger les défauts. Elle permet aussi de se conformer aux réglementations telles que la norme ISO 9001 ou ISO 25239 par exemple.

 Les atouts écologiques du soudage par friction malaxage au service de nombreux secteurs

En raison des atouts écologiques du soudage par friction malaxage, mais aussi de ses avantages en termes de qualité, sécurité et budget, ce procédé offre de nombreuses applications aux industriels :

• La filière aérospatiale : le procédé de FSW est largement utilisé en raison de la qualité de ses soudures. Il permet d’assembler les tôles pour des pièces telles que le fuselage, les ailes, les trains d’atterrissage, les composants des satellites, etc. ;
• Le secteur ferroviaire: ce procédé de soudage écologique permet aussi de souder les pièces des wagons, les châssis, les panneaux des trains, etc. Les soudures sont ainsi conformes à la norme EN 15085 ;
• Le domaine de l’e-mobilité : le soudage par friction malaxage reste également très intéressant pour souder les composants des véhicules électriques. Citons ici les chargeurs, blocs moteur, bacs de batterie, échangeurs thermiques, panneaux raidis, etc. ;
• La filière de l’énergie: le FSW est particulièrement efficace pour la fabrication des pales et mâts des éoliennes par exemple. Mais aussi pour l’assemblage des panneaux solaires, réservoirs de stockage, pipeline, échangeurs de chaleur… ;
• Le secteur de la construction: cette technologie de soudage durable est enfin employée dans la filière du BTP. Elle permet notamment de souder les tôles des bâtiments, les poutres IPE des ponts ou encore les réservoirs et silos.