Le procédé de soudage par friction

Lorsque deux matériaux sont frottés l’un contre l’autre, de l’énergie thermique est libérée en raison de la friction. Plus la pression et la vitesse de ce frottement sont élevées, plus l’énergie produite est importante.

Ce principe est utilisé dans le soudage par friction, où les composants à assembler sont frottés l’un contre l’autre à des vitesses et des pressions incroyablement élevées. Il en résulte un frottement mécanique entre les pièces.

L’énergie thermique libérée rendra les matériaux visqueux autour du point de contact. Les métaux se mélangent alors au niveau de la ligne de jonction, ce qui crée un lien solide entre les deux.

Les types de soudage par friction

Le soudage par friction est un terme générique couvrant tous les types de procédés de soudage qui utilisent la friction pour créer une jonction entre les matériaux. Cependant, diverses techniques répondent à cette définition, et toutes utilisent des approches légèrement différentes pour réaliser des soudures entre métaux.

La première approche est le soudage par friction rotative. Au cours de ce processus, l’un des deux matériaux est mis en rotation sur la surface de l’autre métal. La rotation se produit au point où les métaux doivent être joints. Cette technique repose sur une force axiale de compression associée à une vitesse de rotation élevée. Le résultat final de ces méthodes est que les métaux sont plastifiés, ce qui provoque l’assemblage des composants au point de contact.

Ensuite, il y a le soudage par friction linéaire. Un composant oscille rapidement par rapport à l’autre pour créer des soudures à l’aide de cette technique. Des forces de compression considérables sont appliquées aux deux métaux parallèlement au mouvement de va-et-vient. Cela provoque un dégagement de chaleur important au niveau du point de contact, entraînant une déformation plastique des pièces. Les matériaux se mélangent, ce qui crée une liaison très forte entre les composants.

Le soudage par friction malaxage est une autre méthode couramment utilisée pour lier les métaux les uns aux autres. Ce procédé utilise un outil spécialisé pour générer de la chaleur entre les matériaux par friction. L’outil est généralement de forme cylindrique et utilise une broche spécialement conçue pour créer la soudure. Cette broche est entraînée le long du point de contact entre les métaux et est mise en rotation pour ramollir les métaux. Le mouvement d’agitation de l’outil mélange les matériaux visqueux entre eux pour créer une liaison solide.

Enfin, le soudage par points par friction malaxage est également utilisé dans diverses industries. Cette méthode est très similaire au soudage par friction malaxage, mais il existe une différence essentielle. Alors que l’outil est déplacé le long du point de jonction entre les composants dans le soudage par friction malaxage, dans le soudage par friction par points, l’outil est tourné en un seul point. Il tourne sur place et est ensuite soulevé, ce qui crée un trou excédentaire.

Les avantages du soudage par friction

Toutes les techniques de soudage ne sont pas égales. Au contraire, la méthode appropriée dépend souvent des propriétés des matériaux à assembler. Pour différents métaux, la force de la liaison dépend de l’utilisation de la bonne approche. Cela étant dit, le soudage par friction présente certains avantages par rapport aux autres techniques.

Par exemple, le soudage par friction peut être utile pour assembler des métaux dissemblables. On parle souvent d’assemblage par friction bimétallique. En fait, cela signifie que deux types de métal peuvent être soudés l’un à l’autre sans devoir passer par des étapes de prétraitement. Cela est extrêmement précieux pour les ingénieurs, car ils peuvent assembler des métaux dissemblables comme l’aluminium et l’acier.

En général, tous les métaux forgeables peuvent être soudés en utilisant une approche de soudage par friction. Les fabricants ont ainsi beaucoup plus de liberté pour innover, car ils peuvent créer des assemblages robustes entre des métaux aux propriétés différentes.

Un autre avantage du soudage par friction est qu’aucune chaleur ou flux externe n’est nécessaire pour créer des joints entre les métaux. Le processus est donc relativement simple, économe en énergie et moins salissant que les méthodes de soudage traditionnelles.

En outre, le soudage par friction est un procédé très fiable, avec un taux de soudures défectueuses bien inférieur à celui des autres méthodes. Le soudage à l’état solide produit beaucoup moins de défauts que le soudage par fusion, tout en créant des liaisons mécaniquement robustes. C’est l’un des moyens les plus rapides de lier des métaux et il est aussi beaucoup plus rapide que le soudage par fusion.

En résumé, le procédé de soudage par friction présente de nombreux avantages, notamment lorsque les ingénieurs doivent créer des soudures bimétalliques entre des matériaux. Les métaux comme l’acier et l’aluminium sont difficiles à souder l’un à l’autre par fusion, mais il est possible de le faire relativement facilement avec le soudage par friction. Il n’y a pratiquement aucun inconvénient à ce processus. Il est efficace, rapide et produit peu de déchets, ce qui en fait l’une des méthodes les plus populaires de soudage à l’état solide.