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L'histoire de la découverte du soudage par friction : pourquoi un brevet de 1924 a-t-il un impact aussi durable aujourd'hui ?
Le soudage par friction (FW) est un procédé de soudage et d'assemblage à l'état solide qui utilise la friction mécanique entre des pièces en mouvement relatif pour générer de la chaleur. Ce processus applique une force latérale appelée renversement, qui déforme plastiquement les matériaux et les fusionne ensemble. La technologie de soudage par friction est largement utilisée dans les industries aéronautique et automobile et joue un rôle important dans le soudage des métaux et des matériaux thermoplastiques.
« Le soudage par friction est une technique de soudage à l'état solide comme le soudage par forgeage, mais son mécanisme de fonctionnement et sa gamme d'applications sont beaucoup plus larges. »
Histoire du soudage par friction
Les premières applications et brevets du soudage par friction remontent au début du 20e siècle, le soudage par friction rotatif étant la plus ancienne des différentes méthodes. En 1924, W. Richter a obtenu un brevet pour la technologie de soudage par friction linéaire (LFW) au Royaume-Uni, et plus tard H. Klopstock a obtenu un brevet similaire en Union soviétique. Bien que les descriptions initiales étaient plutôt vagues, ces premiers brevets ont jeté les bases importantes de la technologie du soudage par friction.
En 1956, un technicien nommé A. I. Chudikov a mené des recherches scientifiques sur le soudage par friction rotative en Union soviétique et l'a introduit comme procédé commercial pour la première fois. En 1960, la technologie a été introduite aux États-Unis et des entreprises telles que Caterpillar Tractor Company, Rockwell International et American Manufacturing Foundry ont commencé à développer des machines associées. Le développement de ces brevets a non seulement été largement utilisé en Europe et en Union soviétique, mais a également ouvert la voie aux avancées technologiques ultérieures.
Technologie principale du soudage par friction
Le soudage par friction comprend de nombreuses formes, dont voici quelques-unes des principales méthodes de soudage :
Soudage par friction rotativeDans le soudage par friction rotative (RFW), un composant de soudage est tourné par rapport à l'autre et une pression est appliquée. L'échauffement du matériau est provoqué par la friction, ce qui forme finalement un joint de soudure indissociable.
Soudage par friction linéaireLe soudage par friction linéaire (LFW) consiste à soumettre un composant à un mouvement alternatif linéaire, en contactant et en appliquant une pression sur un composant stationnaire.
Soudage par friction-malaxageLe soudage par friction-malaxage (FSW) est un procédé d'assemblage à l'état solide qui utilise un outil non consommable pour joindre deux pièces en face sans faire fondre le matériau. Lorsque l'outil se déplace le long de la ligne de joint, la chaleur générée par le frottement entre l'outil et le matériau de la pièce provoque le ramollissement du matériau dans la zone de contact, ce qui permet d'obtenir un soudage.
Traitement de surface par friction
Le traitement de surface par friction est un procédé dérivé du soudage par friction dans lequel le matériau de revêtement est appliqué au moyen d'une tige de matériau de revêtement rotative (appelée mechtrode) pour former une couche de liaison plastifiée.
Exigences en matière de qualité de soudage
Les exigences de qualité pour le soudage par friction dépendent du domaine d'application, par exemple dans l'industrie aéronautique ou aéronautique, les défauts de soudure sont inacceptables. Les tests de qualité des soudures sont souvent effectués à l’aide de méthodes de mesure et de numérisation pour garantir que l’alliage ou le métal présente une structure à grain ultra-fin.
« La microstructure obtenue lors du soudage par friction est cruciale pour la performance du joint soudé. »
Évolution de la technologie et perspectives d'avenir
L’évolution de la technologie de soudage par friction se reflète non seulement dans la diversité des méthodes de soudage, mais également dans le nombre croissant d’applications commerciales. Depuis les années 1960, de nombreuses entreprises ont continué d’innover et de développer de nouvelles technologies hybrides telles que le soudage par friction à faible force pour réduire la force requise pour le soudage et améliorer l’efficacité et la qualité du soudage.
Avec le développement de la science et de la technologie, l'application de la technologie de soudage par friction ne se limite pas aux matériaux métalliques, mais s'est progressivement étendue au soudage de matériaux thermoplastiques, insufflant une nouvelle vitalité à la future industrie manufacturière.
Ces évolutions historiques et technologiques montrent clairement que l'influence de la technologie de soudage par friction est encore considérable. Du brevet déposé en 1924 à l'application généralisée actuelle, elle pourrait conduire à une innovation et à un changement continus dans l'industrie à l'avenir. Selon vous, quel impact le développement futur du soudage par friction aura-t-il sur la fabrication moderne ?
