C'est du soudage par friction malaxage !
Faisons connaissance aujourd'hui !
La technologie du soudage par friction malaxage a été inventée par le British Welding Institute (TWI) en 1991. L'année suivante, elle a déposé une demande de brevet d'invention au Royaume-Uni et a également demandé une protection par brevet dans divers pays du monde. Depuis la protection et la divulgation des brevets, la technologie du soudage par friction malaxage a été de plus en plus largement utilisée, principalement dans le domaine des structures métalliques légères telles que les alliages d'aluminium et les alliages de magnésium. Elle a également réalisé un certain développement dans le domaine des matériaux à haut point de fusion.
En plus des avantages de la technologie de soudage par friction ordinaire, le soudage par friction-malaxage peut également être connecté dans une variété de formes de joint et de différentes positions de soudage. La Norvège a mis en place le premier équipement commercial de soudage par friction malaxage au monde, capable de souder des plaques de navire en aluminium d'une épaisseur de 3-15 mm et d'une taille de 6 × 16 ; en 1998, le laboratoire spatial et de défense de la société Boeing aux États-Unis a introduit la technologie du soudage par friction-malaxage, qui est utilisée pour souder certains composants de fusées ; McDonnell Douglas utilise également cette technologie pour fabriquer des réservoirs de propulseur pour son lanceur Delta.
La méthode de soudage par friction malaxage est la même que le soudage par friction conventionnel. Le soudage par friction malaxage utilise également la chaleur de friction et la chaleur de déformation plastique comme sources de chaleur de soudage. La différence est que dans le processus de soudage par friction malaxage, un cylindre ou une autre aiguille d'agitation de forme (telle qu'un cylindre fileté) est inséré dans le joint de la pièce, et la rotation à grande vitesse de la tête de soudage la fait frotter contre le matériau de la pièce à souder. En conséquence, la température du matériau au niveau du joint augmente et se ramollit. Dans le même temps, une friction par friction et agitation est appliquée au matériau pour terminer le soudage. Le processus de soudage est illustré dans la figure « Schéma du soudage par friction malaxage ». Pendant le processus de soudage, la pièce doit être fixée rigidement sur le support, le bord de la tête de soudage tourne à grande vitesse et la couture le long du bord de la pièce se déplace par rapport à la pièce. La section saillante de la tête de soudage s'étend dans le matériau pour le frottement et le brassage. L'épaulement de la tête de soudage frotte contre la surface de la pièce pour générer de la chaleur et est utilisé pour empêcher la matière plastique de déborder, et en même temps, il peut éliminer le film d'oxyde de surface.
Pendant le processus de soudage, l'aiguille d'agitation s'étend dans le joint de la pièce tout en tournant. La chaleur de friction entre la tête d'agitation rotative (principalement l'épaulement de l'arbre) et la pièce à usiner provoque une forte déformation plastique du matériau situé devant la tête de soudage, puis, à mesure que la tête de soudage se déplace, un matériau hautement déformé plastiquement se dépose progressivement derrière la tête d'agitation. , formant un cordon de soudure par friction-malaxage. Le soudage par friction malaxage n'a pas d'exigences élevées en matière d'équipement. Les exigences les plus fondamentales sont le mouvement de rotation de la tête de soudage et le mouvement relatif de la pièce. Même une fraiseuse peut facilement répondre aux exigences du soudage bout à bout de petites plaques plates. Cependant, la rigidité des équipements et accessoires de soudage est extrêmement importante. La tête de mélange est généralement en acier à outils et la longueur de la tête de soudage est généralement légèrement plus courte que la profondeur de soudage requise. Il convient de noter que la soudure par friction malaxage se termine par un trou de serrure à l’extrémité de la borne. Habituellement, le trou de serrure peut être coupé ou scellé à l’aide d’autres méthodes de soudage. En réponse au problème du trou de serrure, une tête de mélange télescopique a été développée avec succès, qui ne laissera pas de trou de serrure après le soudage.
application
Il n'est pas nécessaire d'utiliser d'autres consommables de soudage pendant le processus de soudage, tels que des baguettes de soudage, des fils de soudage, du flux et des gaz de protection. La seule chose consommée est l'agitateur de soudage.
Le soudage par friction malaxage a été utilisé avec succès dans la connexion de métaux non ferreux. Cependant, en raison des limitations des caractéristiques du procédé de soudage, celui-ci est limité au soudage de composants structurels simples, tels que des structures droites ou des structures cylindriques, et la pièce doit avoir un bon support ou un bon rembourrage. En principe, le soudage par friction malaxage peut être utilisé pour le soudage dans diverses positions, telles que le soudage à plat, le soudage vertical, le soudage aérien et le soudage vers le bas ; il peut réaliser diverses formes de joints de soudage, tels que des joints bout à bout, des joints d'angle et des joints à recouvrement, et même des structures d'épaisseurs variables. La connexion avec des matériaux multicouches peut également être réalisée pour le soudage de matériaux métalliques différents.
De plus, le soudage par friction malaxage, en tant que méthode de soudage en phase solide, entraîne peu de pollution environnementale avant et pendant le soudage. La pièce à usiner ne nécessite pas d'exigences strictes de nettoyage et de préparation de surface avant le soudage. La friction et l'agitation pendant le processus de soudage peuvent éliminer le film d'oxyde sur la surface de la soudure, et il n'y a pas de fumée ni d'éclaboussures pendant le processus de soudage. En même temps, le bruit est faible. Étant donné que le soudage par friction malaxage repose uniquement sur la rotation et le mouvement de la tête de soudage pour souder progressivement l'ensemble de la soudure, il est plus économe en énergie que le soudage par fusion ou même le soudage par friction conventionnel.
Étant donné que l’apport de chaleur lors du soudage par friction-malaxage est inférieur à celui du soudage par fusion, le métal ne fond pas au niveau du joint. Il s'agit d'un processus de soudage à l'état solide qui maintient les propriétés métallurgiques du métal de base dans l'alliage et peut souder des matériaux composites à matrice métallique et se solidifier rapidement. Matériaux pouvant provoquer des réactions indésirables lorsqu'ils sont utilisés pour le soudage par fusion.
Les principales industries d'application comprennent l'aérospatiale, l'industrie de la défense, la construction navale, les chemins de fer et les autoroutes, la construction automobile et l'électronique.
