SOUDAGE DE L'ALLIAGE D'ALUMINIUM 5086 PAR PROCÉDURE FSW
Darko Bajic, Sanja Miljani/p>
Mots clés : soudage, FSW, friction, face d'outil, mandrin d'outil, propriétés mécaniquesrong>
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Dans le cas du soudage à l'arc conventionnel de l'aluminium et de ses alliages, outre la grande compétence du soudeur, une préparation de haute qualité des côtés du joint, un matériau d'électrode supplémentaire, une protection gazeuse de la zone de soudage et des paramètres de soudage adéquats sont nécessaires. Grâce à l'évolution des principes du procédé FSW, la qualité du soudage de l'aluminium et de ses alliages dépend avant tout de la géométrie de l'outil de soudage et des paramètres de soudage : vitesse de rotation, effort axial et vitesse de déplacement en translation de l'outil de soudage. outil.
1. INTRODUCTION
Le soudage par friction utilise une combinaison d'énergie thermique et mécanique par friction entre deux éléments pour générer de la chaleur sur les surfaces de contact. Au moins un de ces deux éléments doit effectuer un mouvement de rotation. La chaleur dégagée sur la surface de contact des deux éléments transforme le matériau en un état pâteux, et l'action de la force axiale crée un joint soudé. Grâce à l'extrusion d'une partie du matériau, des oxydes et des impuretés sont rejetés dans cette couronne. , donc la microstructure du joint est favorable ou les deux éléments donnent des résultats et il est possible de relier les matériaux à condition que leurs axes longitudinaux correspondent. En fonction de l'équipement disponible, e.Les éléments de section rectangulaire peuvent également être soudés par friction. La chaleur requise est générée par le déplacement, le plus souvent, d'un élément ou par le mouvement simultané opposé des deux éléments de travail. Le soudage par friction malaxage ou soudage FSW (Friction Stir Welding) a été breveté en 1991 par TheWeldingInstituteofCambridgeU.K. (TWI). Il était principalement destiné au soudage de l’aluminium et a été breveté en tant que tel. En raison de l'usure des outils de soudage, le procédé est principalement utilisé commercialement pour le soudage de matériaux tendres : aluminium, cuivre, zinc, magnésium, et depuis peu également de nombreux matériaux en acier dans tous les secteurs industriels, notamment dans l'aviation, le ferroviaire, l'automobile. et les industries de transformation. Une représentation schématique du processus de soudage FSW est donnée dans la figure 1.
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Figure 1. Représentation schématique du soudage par friction malaxage/em>
2. PROCÉDURE DE PARAMÈTRES D'INFLUENCE
La qualité des joints soudés réalisés par le procédé de soudage par friction malaxage est déterminée par plusieurs paramètres ainsi que par les caractéristiques des matériaux impliqués dans le processus de soudage. La détermination des paramètres et des caractéristiques des matériaux affectent la vitesse et la quantité de génération de chaleur, temchamp de température, température de refroidissement, couple et puissance. Les paramètres suivants ont la plus grande influence sur la qualité du soudage par friction malaxage [3-8] :
- Vitesse de rotation de l'outil,
- Vitesse de soudage - vitesse de translation,
- Force dans la direction osseux - force axiale,
- Angle d'inclinaison de l'outil,
- Relation entre vitesse de rotation et vitesse de soudage,
- Géométrie de l'outil
Les trois paramètres de base sont : Vitesse de rotation de l'outil (vitesse angulaire-ω) : pendant le processus de soudage FSW, elle est constante (1001600o/min), car tout changement représente un risque qui entraîne des dommages à l'outil. Vitesse du traducteur : c'est également la vitesse de soudage. Son choix dépend essentiellement des propriétés mécaniques du matériau soudé et de son épaisseur, ainsi que de la vitesse de rotation adoptée de l'outil. Force axiale (Fa) : permet la pénétration de l'outil dans le matériau de base (photo 2). La valeur maximale est atteinte au moment de la pénétration du mandrin à travers le matériau à souder, et la valeur minimale à la fin de la phase de pénétration, lorsque le trou de serrure initial est formé. Dans la littérature, la force axiale est souvent appelée force de soudage.
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Figure 2. Forces agissant sur l'outil pendant le processus de soudage
Afin d'obtenir un joint soudé de qualité grâce au procédé FSW, une combinaison optimale de valeurs est requisesti des paramètres mentionnés, qui pour l’instant ne peuvent être déterminés que par des méthodes expérimentales. Les caractéristiques thermophysiques des matériaux à souder et leur épaisseur sont deux facteurs fondamentaux qui influencent la valeur des paramètres. Le processus de soudage FSW de deux éléments de travail se déroule en deux phases[1] :
- génération de chaleur dans le matériau de base i
- soudage
Des informations supplémentaires peuvent être téléchargées à partir du lien ci-dessous./p>
