Projet de recherche P2/02 (Action de recherche P2)
Contexte
Le soudage est reconnu comme étant une étape critique dans la production de structures métalliques. Il faut obtenir non seulement une bonne rentabilité mais aussi des propriétés optimales des joints soudés. De plus, une attention doit aussi être apportée aux implications environnementales de ces procédés de soudage. Le procédé de soudage par friction malaxage fournit une solution à ces préoccupations et cela est particulièrement vrai dans le cas des alliages d’aluminium.
Description du projet
Objectifs
CASSTIR vise à démontrer les possibilités et les limitations du soudage par friction malaxage (FSW) appliqué à différents cas. Les caractéristiques des joints soudés seront étudiées en détail (y compris la fatigue, la corrosion et les contraintes résiduelles) en fonction des paramètres de soudage. L’influence de l’équipement utilisé pour effectuer les soudures sur les paramètres opératoires sera étudiée. Tout ceci servira de données d’entrée pour les modélisations numériques et devrait mener à l’écriture des directives et des règles pratiques d’utilisation. Des pièces de démonstration seront produites et une comparaison sera faite avec une méthode alternative de soudage en termes d’impact environnemental et de faisabilité économique.
Méthodologie
Le principal obstacle à l’industrialisation du FSW en Belgique est l’ignorance de ses capacités et de ses avantages ainsi que le lourd investissement pour le matériel et la licence. Sur les recommandations du comité de suivi, deux alliages d’aluminium seront sélectionnés dans des domaines d’application suffisamment différents. La détermination des paramètres optimaux pour la réalisation des pièces de démonstration des soudures par friction malaxage sera basée sur l’investigation détaillée d’échantillons de soudure. La modélisation devrait également aider à cette détermination. Une comparaison avec les techniques de production actuellement utilisées sera faite en terme de propriétés des joints soudés, de coût et de respect de l’environnement.
Interaction entre les différents partenaires
UCL-PRM et le CEWAC sont les 2 seuls instituts de recherche en Belgique qui possèdent le matériel requis pour le FSW. Leurs équipements sont complémentaires. La recherche qui sera effectuée dans ce projet est d’une grande importance aussi bien d’un point de vue académique que pour l’industrie de l’aluminium. CENAERO, en tant que sous-traitant de l’UCL-PRM et du CEWAC, sera responsable de la modélisation du procédé et du comportement des soudures. Le BWI et UGent effectueront la majeure partie de la caractérisation des soudures (propriétés mécaniques et résistance à la corrosion). Le BWI prendra aussi en charge le rôle de coordination de CASSTIR. Ces dernières années, des collaborations fructueuses ont déjà été menées entre ces partenaires sur des projets variés.
Résultats
Résultats et/ou produits attendus
On prévoit que, grâce aux résultats de ce projet, dans les 5 années, au moins 6 sociétés belges venant de secteurs tels que le transport, l’automobile ou l’aérospatiale, utiliseront le procédé de soudage par friction malaxage comme fabricant, sous-traitant ou client. Grâce à l’expérience générée dans ce projet, les partenaires de la recherche seront capables d’assister ces sociétés durant la mise en place du procédé.
Apport du projet dans un contexte d’appui à l’innovation et au transfert des connaissances
Ce projet vise à introduire l’implication écologique du soudage par friction malaxage dans l’industrie belge travaillant l’aluminium. Le projet aidera les sociétés à l'esprit innovant, non seulement en leur donnant des paramètres de soudage et des marches à suivre, mais aussi par sa contribution aux efforts de normalisation internationale (ISO, EN, IIW) concernant cette technique.
Partenaires
Activités
UCL-PRM possède la plus large connaissance académique dans le domaine, tandis que le CEWAC possède 2 machines spécifiques dédiées à ce procédé qu’il utilise déjà pour les besoins de certaines sociétés. Le BWI possède plusieurs dizaines d’années d’expérience en terme de procédés de soudage, de consultance technologique et de caractérisation élaborée de soudures. La connaissance académique et industrielle du département de corrosion de UGent permettra une analyse détaillée du comportement en résistance à la corrosion des soudures.
Coordonnées
Coordinateur
Wim Van Haver
Institut belge de la Soudure (IBS)
Centre de recherche de l’IBS
Sint-Pietersnieuwstraat 41
B-9000 Gand
Tel: +32 (0)9 292 14 05
Fax: +32 (0)9 223 73 26
Wim.VanHaver@bil-ibs.be
www.bil-ibs.be
Promoteurs
Bruno de Meester
Université catholique de Louvain (UCL)
Département de mécanique (MECA) – Unité de production Mécanique et Machines (PRM)
Place du Levant 2
B-1348 Louvain-la-Neuve
Tel: +32 (0)10 47 25 03
Fax: +32 (0)10 47 25 01
demeester@prm.ucl.ac.be
www.prm.ucl.ac.be
Alban Geurten
Centre d’études wallon de l’assemblage et du contrôle des matériaux (CEWAC)
Branche Assemblages et Contrôles Associés
Rue Bois St Jean 8
B-4102 Ougrée-Seraing
Tel: +32 (0)4 256 94 00
Fax: +32 (0)4 264 60 34
alban.geurten@cewac.be
www.cewac.be
Jacques Defrancq
Universiteit Gent (Ugent)
Corrosion Department
Sint-Pietersnieuwstraat 41
B-9000 Gand
Tel: +32 (0)9 264 32 64
Fax: +32 (0)9 223 73 26
Jacques.Defrancq@Ugent.be
www.ugent.be
Comité de suivi
Patrick Van den Bossche – Agoria
Johann Hansoul – Aleris Aluminium Duffel
Sabine Spangel – Aleris Aluminum Koblenz GmbH
Nadia Werkers – Aluminium Center Belgium
Laurent D’Alvise – CENAERO
Andrew Norman – Corus Research Development & Technology
Yvon Masyn – IWT-Vlaanderen
Davy Caboor – MGG Antwerpen
Werner Van Dorpe – ESAB
Marc Ryckeboer – Sapa RC Profiles
Yves Marchal – Sonaca
Rudy Voet – Vinçotte Laboratoria
Benjamin Vandeputte – CRIF
Cette liste peut s’étendre. Le projet vise des fournisseurs de produits semi-finis, des fabricants, des clients potentiels, des instituts de recherche et tout autre instance pouvant bénéficier de la connaissance et du transfert de résultats générés par ce projet.
Innovative joining of critical aluminium structures with the friction stir welding technique (CASSTIR) : final report
Van Haver, Wim - de Meester, Bruno - Geurten, Alban ... et al Brussels : Federal Science Policy, 2010 (SP2205)
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