Procédé de soudage écologique FSW
La technologie FSW (Friction Stir Welding) est basée sur le frottement entre un outil rotatif et la pièce à travailler. Pour créer une soudure, le matériau est chauffé par l’outil et déformé, ce qui provoque une liaison entre les deux parties. Cette technologie est également adaptée à l’industrie aérospatiale, notamment parce qu’elle permet une qualité de soudage élevée et une répartition uniforme du matériau.
Alors que dans les premières années de son apparition, le Soudage par Friction Malaxage – FSW était réservé à des applications à forte valeur ajoutée, la publication du brevet de TWI (The Welding Institute) a permis, à partir de 2015, une utilisation plus large de cette technologie innovante.
Les enjeux environnementaux dans l’industrie
En raison de la pollution générée par les activités industrielles, les enjeux environnementaux sont plus que jamais au cœur des préoccupations des entreprises industrielles. Dans le cadre de la responsabilité sociale des entreprises (Corporate Social Responsibility), les grandes entreprises doivent prendre des mesures visant à promouvoir un développement économique respectueux de l’environnement. Dans la logique de cette approche écologique, l’industrie optimise ses processus afin de réduire la consommation d’énergie et de ressources.
Le soudage industriel évolue lui aussi : les nouvelles technologies garantissent aujourd’hui un équilibre parfait entre sécurité, précision et respect de l’environnement. Le soudage par friction-malaxage (également appelé Friction Stir Welding ou FSW en abrégé) est un procédé écologique et innovant qui permet de souder des alliages hétérogènes à l’état solide. Nous vous expliquons pourquoi le FSW est également appelé procédé de soudage vert et comment cette technologie peut répondre à vos engagements environnementaux.
Inconvénients des procédés de soudage traditionnels
Le soudage industriel comprend différentes techniques de soudage qui peuvent être divisées en deux grands domaines : Le soudage par fusion et le soudage à l’état solide.
En raison de leur impact sur l’environnement, les procédés de soudage traditionnels sont de plus en plus souvent critiqués. Cela est principalement dû au fait que les procédés de soudage par fusion conventionnels tels que MIG, TIG et laser nécessitent l’utilisation de gaz.
Les températures nécessaires à la fusion produisent des fumées nocives et consomment beaucoup d’énergie. Dans certains cas, un métal d’apport est également utilisé pour assembler les différentes pièces, ce qui a un énorme impact sur l’écobilan du produit final. En outre, des solvants sont parfois utilisés pour nettoyer les différentes pièces. Ces produits brûlés lors du soudage par fusion ont également un impact négatif sur le bilan environnemental.
Soudage par friction-malaxage : la technique de soudage respectueuse de l’environnement
Le soudage par friction-malaxage s’effectue à froid, à l’état solide, sans émission de gaz et sans retrait du matériau. Comparé au soudage par fusion, le procédé FSW est plus respectueux de l’environnement et offre plus de sécurité pour les professionnels impliqués. Cette technologie de soudage remplace avantageusement et très efficacement les méthodes d’assemblage traditionnelles telles que le rivetage, le collage, le soudage à l’arc, MIG, TIG ou le soudage au laser.
En tant que procédé innovant, le procédé FSW allie une technique de soudage performante à la protection de l’environnement. Il n’est donc pas surprenant que la technologie révolutionnaire du soudage par friction malaxage prenne de plus en plus d’importance en raison de ses nombreux avantages :
- Les propriétés mécaniques des métaux soudés sont conservées
- Compatible à la fois avec les alliages d’aluminium et les matériaux hétérogènes
- Étanchéité et résistance à la compression remarquable
- Évite les défauts inhérents aux techniques de soudage classiques (corrosion, contamination du fer, déformations, défauts de rodage, etc.)
De plus, le soudage par friction malaxage ne produit ni fumée, ni éclaboussures, ni bruit. Comme les surfaces à souder n’ont pas besoin d’être préparées, aucun décapage préalable n’est nécessaire. Le soudage se fait uniquement par déformation mécanique due au frottement, et ne nécessite ni fusion, ni matériaux d’apport, ni gaz toxiques, ni rayonnement UV, ni champs électromagnétiques.
Domaines d’application de la méthode FSW
L’invention du FSW a rendu possible l’assemblage de matériaux considérés jusqu’alors comme difficilement soudables, voire impossibles à souder, notamment certains alliages d’aluminium à haute performance. Comme le procédé soude des matériaux en phase solide, les effets thermiques et la détérioration des propriétés mécaniques de base des matériaux sont extrêmement limités.
Le procédé FSW présente également l’avantage de pouvoir souder des matériaux dissemblables à des vitesses significatives et de pouvoir être appliqué à des matériaux de grande épaisseur. Les types de matériaux les plus courants utilisés dans le cadre du soudage par friction-malaxage sont l’aluminium et le cuivre.
Le procédé FSW peut être utilisé dans de nombreux secteurs pour divers usages. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples concrets de soudage par friction :
- E-mobilité : le procédé de soudage par friction malaxage est très présent dans le secteur de l’e-mobilité pour des bacs à batterie éléctriques ou hybrides, des échangeurs thermiques,…
- Aéronautique et aérospatiale : le FSW est souvent utilisé pour la fabrication de composants légers dans l’aéronautique et l’aérospatiale, comme par exemple les ailes, les parties de fuselage et les volets d’atterrissage.
- Transport : le procédé est également utilisé dans l’industrie maritime et ferroviaire pour souder des pièces telles que les coques de bateaux, les wagons de train et les rails de chemin de fer.
- Énergie : dans le secteur de l’énergie, le FSW peut être utilisé pour fabriquer des éoliennes, des composants de centrales électriques et des piles à combustible.
- Construction : le FSW est également important dans la construction de ponts en acier et en aluminium et d’autres structures.
- Machines agricoles : dans le secteur des machines agricoles, ce procédé est utilisé pour fabriquer des composants tels que des tracteurs, des chargeuses sur chenilles et des engins de chantier.
Outre ces exemples d’utilisation du soudage par friction-malaxage, le procédé se prête également à une multitude d’autres usages visant une résistance élevée, un gain de poids et un mode de production durable.
La technologie FSW pour une industrie plus respectueuse de l’environnement
Le soudage par friction-malaxage est aujourd’hui au point et entièrement industrialisé. Grâce à un risque d’erreur extrêmement faible, il offre un haut degré de reproductibilité. Cette technologie verte d’assemblage de l’aluminium est donc utilisée par les secteurs industriels qui souhaitent combiner exigences techniques élevées et développement durable. Elle est aujourd’hui rendue accessible dans de nombreux secteurs industriels tels que les transports (e-mobilité, aérospatiale, ferroviaire et maritime) et les énergies renouvelables (panneaux solaires, éoliennes et nucléaire).
Pour les secteurs les plus divers, le FSW est une technologie de soudage respectueuse de l’environnement qui améliore la qualité et la fiabilité de vos soudures, tout en contribuant à réduire l’impact sur l’environnement et en se qualifiant pour un nombre considérable d’utilisations dans les secteurs du transport, de l’aérospatiale et de l’énergie.
