Soudage par friction :principe, fonctionnement, types, application, avantages et inconvénients

Aujourd'hui, nous allons en apprendre davantage sur le principe du soudage par friction, le fonctionnement, les types, l'application, les avantages et les inconvénients avec son schéma. Le soudage par friction est un procédé de soudage à l'état solide. Le soudage à l'état solide est un procédé de soudage dans lequel aucune chaleur externe n'est appliquée ou aucun état fondu ou plastique n'est impliqué. Dans ce type de soudage , le soudage se produit en raison de la pression externe appliquée à l'état solide. Dans le processus de soudage par friction, les plaques ou la pièce à assembler sont en rotation ou en mouvement l'une par rapport à l'autre. Ce mouvement relatif produit un frottement qui déplace plastiquement la matière sur la surface de contact. Une haute pression forcée appliquée jusqu'à la fin de la soudure. Cette soudure est utilisée pour assembler des barres d'acier, des tubes jusqu'à 100 mm de diamètre.

Soudage par friction :

Principe :

Le soudage par friction fonctionne sur le principe de base du frottement. Dans ce processus de soudage, le frottement est utilisé pour générer de la chaleur au niveau de la surface d'interférence. Cette chaleur est ensuite utilisée pour joindre deux pièces en appliquant une pression externe à la surface de la pièce. Dans ce processus de soudage, le frottement est appliqué jusqu'à ce que la température de formage du plastique soit atteinte. Il est normalement de 900 à 1300 degrés centigrades pour l'acier. Après cette phase de chauffage, une force de pression uniformément croissante est appliquée jusqu'à ce que les deux pièces métalliques forment un joint permanent. Ce joint est créé grâce à un traitement thermomécanique à la surface de contact.

Travail :

Il existe de nombreux types de procédés de soudage par friction qui fonctionnent différemment. Mais tous différents ces procédés impliquent un principe de fonctionnement commun qui peut se résumer comme suit.

• Tout d'abord, les deux pièces sont préparées pour une surface carrée lisse. L'un d'eux est monté sur un mandrin entraîné par rotor et l'autre reste fixe.
• Le rotor permet de tourner à grande vitesse, il fait donc tourner la pièce montée. Une petite force de pression est appliquée sur la pièce fixe, ce qui permet de nettoyer la surface par brunissage.
• Maintenant, une force de pression élevée est appliquée à la pièce à usiner stationnaire qui la force vers la pièce à usiner en rotation et génère une force de friction élevée. Ce frottement génère de la chaleur à la surface de contact. Il est appliqué jusqu'à ce que la température de formage plastique soit atteinte.
• Lorsque la température atteint la limite souhaitée, le rotor est arrêté et la force de pression est appliquée de plus en plus jusqu'à ce que toute la soudure soit formée.
• Cette soudure est utilisée pour souder les métaux et alliages qui ne peuvent pas être soudés par une autre méthode.

Types :

Soudage par friction induit en continu :

Cette soudure est la même que celle décrite ci-dessus. Dans ce procédé de soudage, le rotor est relié à un frein à bande . Lorsque le frottement franchit la limite de température du plastique, le frein à bande entre en action, ce qui arrête le rotor mais la pression appliquée sur la pièce augmente de plus en plus jusqu'à ce que la soudure se forme.

Soudage par friction à inertie :

Dans ce type de soudage par friction, le frein à bande est remplacé par le moteur volant et arbre volant. Ces volants relient le mandrin au moteur. Au début du soudage, les deux volants sont reliés l'un à l'autre. Lorsque la vitesse ou la friction atteint sa limite, le volant du moteur se sépare du volant de l'arbre. Le volant d'inertie de l'arbre a un faible moment d'inertie qui s'arrête sans frein. La force de pression est appliquée en continu sur la pièce jusqu'à ce que la soudure soit formée.

Application :

• Pour le soudage de tubes et d'arbres.
• Il est principalement utilisé dans l'aérospatiale, l'automobile , maritime et pétrolière.
• Pignons, tube d'essieu, soupapes, transmission etc. les composants sont soudés par friction.
• Il est utilisé pour remplacer le forgeage ou diffusion assemblage.
• La tige de piston hydraulique, les douilles des rouleaux de camion, etc. sont assemblées par soudage par friction.
• Utilisé dans les industries électriques pour souder les équipements en cuivre et en aluminium.
• Utilisé dans la pompe pour souder l'arbre de la pompe (acier inoxydable aux aciers au carbone).
• Les leviers de vitesse, les forets, la bielle, etc. sont soudés par soudage par friction.

Avantages et inconvénients :

Avantages :

• C'est un processus respectueux de l'environnement sans génération de fumée, etc.
• Zone étroite affectée par la chaleur, donc aucun changement dans les propriétés du matériau sensible à la chaleur.
• Aucun métal d'apport requis.
• La force de soudage est élevée dans la plupart des cas.
• Facilement automatisé.
• Vitesse de soudage élevée.
• Haute efficacité de soudage.
• Une grande variété de métaux peut être soudée par ce processus.

Inconvénients :

• Ceci est principalement utilisé uniquement pour les barres rondes de même section transversale.
• Les matériaux infalsifiables ne peuvent pas être soudés.
• La préparation de la pièce à usiner est plus critique
• Coût d'installation élevé.
• La conception des joints est limitée.

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