Caractérisation d'un alliage 2024-T3 assemblé par friction-malaxage

Abstract

Le procédé Friction Stir Welding qui peut se traduire en français par friction malaxage a été inventé par le TWI de Cambridge en 1991. La soudure est réalisée par apport de chaleur provoqué par le frottement d'un outil en rotation et mis en pression sur la pièce. Ce procédé intéresse les utilisateurs d'alliages légers car, sans passer par la fusion, il permet le soudage d'alliages à haute résistance, jusque là inutilisables en raison de leur soudabilité difficile avec les procédés traditionnels. Malgré son potentiel aujourd'hui démontré pour l'assemblage d'alliages d'aluminium ou de magnésium, un joint de soudure obtenu par friction malaxage peut contenir plusieurs types de défauts. Dans cet article nous présentons les différents défauts rencontrés au sein d'un cordon FSW réalisé sur un alliage d'aluminium-magnésium-cuivre à vocation aéronautique, et nous expliquons leurs origines. Pour améliorer la qualité de soudage et diminuer, voire éliminer, ces défauts, on réalise une étude paramétrique visant à l'optimisation des paramètres du procédé. D'un point de vue microstructural, un joint de soudure FSW peut être décomposé en différentes parties : le noyau, la zone affectée thermomécaniquement, la zone affectée thermiquement et enfin le matériau de base. Les caractéristiques de ces zones sont explicitées et nous montrons leur dépendance avec les paramètres opératoires du procédé.