Le procédé de soudage par friction est une méthode de soudage mécanique qui permet d'assembler deux pièces en métal à l'état pâteux. Cette technique implique la génération de friction grâce au mouvement linéaire ou rotatif d'une pièce ou d'un outil contre une ou plusieurs autres pièces. Cette friction produit une chaleur intense à l’interface des deux pièces, qui ramollit le métal jusqu'à le rendre pâteux. Ensuite, en appliquant une force et en maintenant cette pression, les pièces sont se déforment et s’épousent parfaitement jusqu’à se souder ensemble pendant le refroidissement. Il existe différents types de soudage par friction.
Dans les procédés de friction rotative, deux pièces sont maintenues l'une en face de l'autre. L'une des pièces est en rotation tandis que l'autre est fixe. Plusieurs variantes existent en fonction du mode d'entraînement de la pièce en rotation. Une fois que la vitesse de rotation préalablement déterminée est atteinte, une pression est appliquée pour amener en contact et assembler les pièces. C'est la combinaison de la force de compression et de la vitesse de rotation élevée qui provoque l’auto-échauffement et le soudage.
Dans la variante par friction inertielle (Inertia Friction Welding, IFW), la pièce est fixée sur un volant d'inertie pour emmagasiner l'énergie cinétique fournie par la machine. Une fois que la vitesse de rotation préalablement déterminée est atteinte, la pièce est libérée et continue à tourner grâce à la force d'inertie.
Soudage par friction inertielle
Dans la friction par entraînement direct (Direct Drive Friction Welding, DDFW), la pièce est mise en rotation ou translation directement par la machine. La variation du couple et de la vitesse du moteur permet le soudage.
Évolution de la température durant le processus de friction par entraînement direct
La première pièce reste fixe tandis que la seconde exécute de petits mouvements d'aller-retour. De manière similaire au soudage par friction rotative, ce mouvement génère du frottement, augmentant ainsi la température des matériaux. En appliquant une force, on assure la formation du joint soudé.
Ce procédé est également connu sous l'acronyme LFW (pour Linear Friction Welding) et est disponible dans TRANSWELD®.
Évolution de la température durant le processus de soudage par friction linéaire
Le procédé de soudage par point par friction-malaxage (Friction Stir Spot Welding, FSSW) consiste à assembler deux pièces disposées de sorte à être collées l'une contre l'autre et maintenues par un système de bridage.
Un outil spécifique réalise par friction un point de malaxage : le pion (partie basse de l'outil) permet d’augmenter la température du métal jusqu'à l'état pâteux, permettant ainsi de le malaxer et de le souder,
tandis que l'épaulement (partie supérieure) maintient le métal pâteux et l'empêche de sortir. Une fois le point de malaxage réalisé, l'outil se soulève et la pièce peut être retirée ou déplacée.
Dans la même famille de procédés, on trouve le soudage par friction-malaxage (Friction Stir Welding, FSW). Basé sur le principe du soudage par point par friction-malaxage, ce procédé consiste en l'insertion de l'outil dans la matière, puis son déplacement selon la trajectoire souhaitée tout en "malaxant" les métaux pour former la soudure. L’avantage de ce procédé est de permettre la réunion de matériaux hétérogènes. Nos solutions ne prennent pas en compte la notion de mélangeage et de diffusion ni des matériaux ni de leurs éléments constituants.
Notre logiciel permet d'étudier le procédé de soudage par point par friction-malaxage (FSSW). Nos équipes de développement travaillent actuellement sur l'implémentation du procédé de soudage par friction-malaxage (FSW).
Évolution de la température lors du processus de soudage par points par friction-malaxage
En raison de ces avantages, le soudage par friction est de plus en plus utilisé dans diverses industries telles que l'automobile, l'aéronautique, le naval et le spatial, en particulier pour la fabrication de composants légers.
La simulation numérique offre de nombreux avantages en ce qui concerne votre procédé de soudage, vous permettant de prédire le comportement et les propriétés thermomécaniques de votre assemblage. Avec notre logiciel, vous pouvez :
En utilisant la simulation prédictive, vous pouvez ainsi obtenir une vision approfondie de votre procédé de soudage, prévoir les résultats et optimiser les paramètres pour obtenir des assemblages de haute qualité. Cela permet de gagner du temps et de réduire les coûts associés aux essais physiques, tout en améliorant la fiabilité et la performance de vos soudures.
Avec toutes ces fonctionnalités, TRANSWELD® offre un environnement complet pour simuler le soudage par friction de manière précise et efficace, permettant ainsi d'optimiser le processus et d'obtenir des assemblages de haute qualité.