Soudage des tôles par impulsion électromagnétique

Dernière modification:

05-06-2020

La technologie de soudage électromagnétique à grande vitesse (ou soudage par impulsion magnétique) est un nouveau procédé d’assemblage très innovant, actuellement en plein développement et basé sur l'utilisation de forces électromagnétiques destinées à souder des pièces métalliques. Il s'agit d'un procédé automatique qui peut être utilisé, par exemple, pour l'assemblage de produits plats ou tubulaires dans une configuration à recouvrement.

Principe de fonctionnement

Le soudage par impulsion magnétique appartient au groupe des procédés de soudage par pression qui permettent de réaliser un assemblage entre deux surfaces atomiquement pures en les pressant l'une contre l'autre. Le soudage par impulsion magnétique est un procédé par pression où la déformation se fait très rapidement comme pour le procédé de soudage par explosion.

Le principe de fonctionnement du soudage par impulsion magnétique est semblable à celui du soudage par explosion mais la force explosive est générée par des forces électromagnétiques générées par une bobine.

Assemblage de l’aluminium avec l’acier (Source : M. Kashani, Tokyo Metropolitan College of Technology, Department of Electronic and Information Engineering, Tokyo, Japan)

Exemples d'applications du soudage des tôles (Source : PSTproducts)

Le procédé de soudage par impulsion magnétique est un procédé de soudage à l’état solide, ce qui signifie que le métal n'est pas mis en fusion durant le cycle de soudage. Le procédé utilise la pression et non la chaleur de sorte que tous les problèmes conventionnels de soudage dus au cycle de chaleur et à la perte des propriétés du matériau sont évités.

Il y a deux configurations possibles au soudage par impulsion magnétique : le soudage des produits tubulaires et le soudage des tôles plates.

Avantages

Etant donné que cette technologie ne fait pas appel à un apport de chaleur, mais utilise la pression pour réaliser l'assemblage, elle offre d'importants avantages par rapport aux techniques de soudage conventionnelles (par fusion) : tous les problèmes dus au cycle de chaleur et, par conséquent, à la perte de propriétés du matériau sont supprimés. De plus, c’est un procédé écologique étant donné qu'il n’a pas besoin de gaz protecteurs, ni de métal d’apport. Le procédé ne produit ni chaleur, ni rayonnement, ni gaz ou fumées.

Cette nouvelle technologie présente les avantages suivants :

Assemblage rapide et économique de matériaux difficilement soudables, comme le soudage hétérogène entre alliages très différents.
Développement de pièces complexes ou de produits nouveaux qui ne sont pas réalisables avec les technologies actuelles.
Pas besoin de gaz de protection, de métal d'apport ni d’autres accessoires
Vitesse de production élevée, parfois 10 pièces à la minute.
Procédé de soudage écologique.

Source : Electromagnetic impact welding of Mg to Al sheets.
S. D. Kore, J. Imbert, M. J. Worswick and Y. Zhou, Department of Mechanical and Mechatronics Engineering, University of Waterloo, Ontario, Canada

L'IBS a déjà acquis des connaissances dans le domaine du soudage électromagnétique, notamment via le projet « SOUDIMMA : Technologie de soudage avancée par impulsion magnétique ». Ce projet se concentrait sur le soudage des produits tubulaires. L'IBS suive de très près le développement des nouvelles technologies d’assemblage.

L’attention apportée au soudage des tôles par impulsion magnétique s’est considérablement accrue ces dernières années et nous pensons que cette technique est extrêmement prometteuse, au vu de ses multiples avantages.

Dans le cas où il y a un intérêt industriel certain, l’IBS va étudier cette technique de soudage très innovante et en démontrer ses avantages potentiels pour l’industrie.

But du projet

L’évaluation du potentiel industriel du soudage des tôles par impulsion magnétique ainsi que son applicabilité à l’industrie de fabrication métallique des métaux ferreux et non ferreux n’est pas évidente. A côté de sa notoriété limitée (technologie très récente), il n’y a pas de connaissance accessible sur la faisabilité technique des produits concernés, ni sur l’augmentation de la productivité que l’utilisation de ce procédé innovant peut atteindre.

Le projet a pour l’objectif d’étudier la technologie de soudage par impulsion magnétique et de développer une connaissance objective dans ce domaine :

Accès à la connaissance objective des capacités et des caractéristiques techniques de cette nouvelle technologie ;
Réalisation d’assemblages types et de démonstrateurs technologiques ainsi que leurs caractérisations (qualité, caractéristiques mécaniques, métallographie, … ).
Acquisition d’expertise sur l'aptitude et l'applicabilité technique de ce procédé innovant pour un certain nombre de matériaux et d’épaisseurs clairement identifiés par les entreprises concernées.
Etablissement d’un comparatif technico-économique des potentialités de la technologie avec celles développées par les procédés conventionnels.
Diffusion des connaissances technologiques vers les entreprises potentiellement concernées. Sensibilisation et stimulation de celles-ci à l'utilisation de cette technologie par la mise à disposition:
- d’une part d’une expertise,
- d’autre part d'une machine capable de réaliser des pièces de démonstration représentatives pour les applications industrielles potentielles.

Toute entreprise intéressée par cette technologie peut prendre contact avec ir. Koen Faes (Tel. : +32 (0)9 292 14 03 of E-mail).