Tribologie/Applications pratiques/Soudage par friction
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LE SOUDAGE Sommaire
Cet ouvrage fait partie de la collection Technologie |
Le soudage par rotation est bien adaptée aux pièces de révolution. L'une des pièces est entraînée en rotation et frotte contre l'autre, qui est maintenue immobile par un outillage. La chaleur dégagée dans la zone frottante permet de faire fondre les matériaux qui se soudent, une fois le mouvement arrêté. Ce procédé s'applique aux métaux, il permet d'ailleurs de lier entre eux des alliages que l'on ne saurait pas souder autrement, et à beaucoup de matériaux thermoplastiques.
Le soudage par ultrasons met à profit l'énergie dépensée à l'interface de deux pièces sous l'effet de vibrations mécaniques à haute fréquence. Elle permet de réaliser très facilement des points de soudure et des rivetages sur des pièces thermoplastiques, on l'utilise très couramment dans l'industrie automobile pour l'assemblage des phares, des tableaux de bord, etc.
Le soudage par friction concerne essentiellement les métaux et les matières plastiques, mais une information quelque peu inattendue concerne la possibilité de souder des pièces de bois par friction.
Le prix Schweighofer de l’innovation technologique a été remis le 13 juin 2005 à une équipe franco-suisse conduite par Tony Pizzi (INRA-ENGREF-Université Nancy I) et Balz Gfeller (Suisse) pour leurs travaux sur le soudage du bois par friction.
À la suite d'une erreur de manipulation, on a découvert que des pièces de bois soumises à un frottement important, suivi d'une mise en pression, pouvaient se souder entre elles sans qu'il soit besoin d'utiliser de la colle. À des températures supérieures à 180 °C, les constituants du bois (lignine et hémicellulose) changent en effet de comportement, de nouveaux composés chimiques apparaissent (furfural entre autres) et des liaisons très solides se forment dans les réseaux de fibres constituant le matériau. Des jonctions se forment en quelques secondes et leur résistance équivaut à celle des joints obtenus au bout de longues heures de séchage ou de polymérisation avec les colles acryliques ou vinyliques habituelles.
Il est possible de souder des pièces planes d'une même essence ou de deux essences différentes. Les machines à souder par friction déjà utilisées pour l'assemblage des métaux conviennent aussi pour le bois mais on peut utiliser des outils plus simples comme des perceuses, par exemple pour mettre en place les chevilles destinées aux éléments d'ameublement. Il y a toutefois une limitation, les joints de bois soudés ne résistent pas dans les milieux humides.
Sachant que 100 000 tonnes de colles d'origine pétrochimique sont consommées chaque année en France, dont une bonne part dans l'industrie du bois, on mesure l'intérêt de ce procédé pour diminuer la consommation de matières premières tout en évitant les risques de pollution dûs aux composés volatils et/ou toxiques présents dans ces produits.