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Qu'est ce que le soudage par explosion (procédé 441) ?

Publié: le 18/11/2018 à 09:00 Dernière mise à jour: le 18/11/2018 à 09:00 Par: Dominique ADMIN Nombre de vues: 152
Cet article technique aborde le procédé de soudage par explosion.
Le soudage par explosion consiste en une collision de haute énergie de deux surfaces inclinées l'une par rapport à l'autre ce qui induit un écoulement hydrodynamique des deux surfaces.
Le métal résultant de cet écoulement se joint avec celui de la plaque accélérée.
Cet article technique a été complété en mars 2016 par le membre carlovitch1




1 - Définition du procédé de soudage par explosion

La liaison entre les deux pièces est obtenue par la projection d'une pièce sur l'autre par pression et vitesse élevées.
L'onde de choc de l'explosion par détonation contrôlée est utilisée pour assembler les matériaux avec une vitesse de déformation très élevée, à très grande vitesse de déplacement (de l'ordre de 2500 à 3500 mètres / seconde) et sous une très forte pression (> 20 000 MPa).
Le soudage par explosion (EXW) est un procédé d'assemblage à haute énergie à l'état de phase solide de matériaux non miscibles entre eux.


2 - Principe du procédé de soudage par explosion

Le soudage par explosion est un procédé de soudage par recouvrement de deux ou plusieurs matériaux. L'explosif est placé sur une plaque ou une tôle supérieure qui est elle-même placée à une certaine distance de la pièce de base sur laquelle la tôle va être soudée. La collision est engendrée par la combustion de l'explosif.
Lors de l'explosion, la tôle est accélérée par la différence de pression de gaz.L'explosif utilisé est à base de nitrate d'ammonium. Il est uniformément réparti sur la partie supérieure de l'élément à plaquer.

Il est conçu pour que le front de détonation se déplace de façon tangentielle le long de la pièce à plaquer. Le soudage par explosion est utilisé pour assembler de larges surfaces de tôles de nuances très différentes. La tôle de revêtement est très souvent d'épaisseur inférieure à la tôle à plaquer. L'ensemble du dispositif est placé sur un ensemble massif très dense nommé cible.
Un amortisseur constitué d'une plaque de chlorure de polyvinyle ou de caoutchouc est interposé entre l'explosif et le matériau à plaquer afin de contrôler la force explosive. La liaison intermétallique ou coalescence des deux matériaux est effectuée par la déformation plastique avec la formation de vagues ou ondulations. (voir photo Nobelclad ci-contre)

Le placage par explosion plus coûteux que le colaminage ne s'applique qu'aux liaisons difficiles comme


[*]Les métaux dissemblables Aluminium / Acier
[*]Les métaux sensibles à l'oxydation ç chaud (Titane,Zirconium, Tantale)
[*]Les inox, les cuivres et alliages de cuivre, nickel et alliages de nickel
[*]Les pièces ne pouvant être laminées comme les plaques tubulaires forgées pour échangeurs


3 - Avantages du procédé de soudage par explosion


[*]Permet d'assembler des matériaux très dissemblables.
[*]Aluminium / Acier carbone ou Acier inox
[*]Titane / Acier carbone ou Acier inox
[*]Zirconium / Tantale / Acier inoxydable
[*]Cuivre / Acier carbone ou Acier inox ou Aluminium
[*]Plaquage de surfaces planes ou cylindriques (plaque tubulaire)
[*]Pas de quantité minimum importante (mini de production 1 pièce de 500 x 500mm)
[*]Délai de fabrication rapide (souvent utilisé pour dépannage ou réparations) par rapport aux autres procédés de placage ou rechargement. Délai technique moins d’une 1 semaine pour le placage seul.


4 -
Contraintes du procédé de soudage par explosion


[*]Procédé de fabrication plus ou moins coûteux.
[*]Mise en oeuvre difficile et dangereuse.
[*]Autorisation ministérielle de mise en oeuvre
[*]Mise en oeuvre très encadrée car utilisation de grandes quantités d’explosif (le site de tir est soumis à la réglementation sur les installations classées)
[*]Dimensions de tôles limitées soit par la porte de la mine (certains sites en utilisent) soit par la charge maximale d’explosif utilisée si tir en carrière à ciel ouvert
[*]Nécessité de redresser les pièces après placage
[*]Ne peut s’appliquer sur des pièces préalablement usinées aux cotes finies
[*]Placage partiel très délicat (il est généralement préférable de plaquer la pièce entière puis d’usiner la partie non désirée).


5 -
Paramètres de soudage par explosion


[*]Les propriétés de l'explosif utilisé
[*]La disposition de la charge explosive
[*]La vitesse d'impact
[*]L'angle d'impact (tir en parallèle ou tir incliné)




6 -
Quelques liens Internet utiles






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Commentaires (2)

14/02/2016 10:00:59 - carlovitch1
Bonjour,

Je travaille dans l'unique société française qui pratique ce procédé (Nobelclad).
Merci pour avoir décrit le principe, qui est souvent inconnu de la majorité des personnes.
Il faut comprendre qu'à la différence de la majorité des autres procédés, celui-ci est un procédé "collectif" à savoir qu'il n'y a pas de "soudeur" unique, il ne peut être pratiqué qu'en équipe.
Par contre écrire que ce procédé est "très coûteux" me semble inapproprié ou au moins imprécis car on ne peut pas tirer de généralités, la majorité des situations est "custom-made".
Si c'était le cas, nous n'aurions pas de clients.
Or ces derniers viennent vers nous également pour des raisons économiques: il est bien moins cher d'utiliser une plaque tubulaire d'échangeur en acier plaqué titane de 100+10mm par exemple, que d'en prendre une en titane massif, quand l'épaisseur de calcul donne 100mm.
Nous avons un nombre non négligeable de marchés différents où notre solution est la moins chère.

Bien sûr, il y a des cas où le rechargement par soudage ou l'utilisation de tôles colaminées reviendra moins cher, mais ceci dépend très fortement des matériaux à utiliser (soudables avec le matériau de base ou non, risque de sensibilisation lors du soudage ou du traitement thermique...), des dimensions et des épaisseurs à assembler.

Ecrire également que ce procédé ne s'applique qu'aux liaisons ne pouvant être colaminées est inexact. Vous avez probablement des amis chez Industeel ;) ou Voest Alpine.
Ça tombe bien, nous aussi, bien qu'étant parfois en concurrence sur certains marchés.
Nous pouvons bien sûr plaquer tous les matériaux pouvant être colaminés (inox, bases nickel, cupros).
L'intérêt dépend encore une fois de ce que l'on recherche, et parfois le délai est plus important que le prix.
Or notre délai peut être bien plus court que celui d'une campagne de colaminage.
Et il n'y a pas de quantité mini à commander (notre mini est 1 pièce de 500 x 500mm ou diamètre 500).

Je tenais à préciser ces points, mais je vous remercie encore d'avoir fait un article sur notre activité.

14/02/2016 11:14:24 - Dominique ADMIN
Bonjour carlovitch1 ,

Je vous remercie chaleureusement pour vos compléments d’information sur ce procédé d'assemblage permanent atypique.
Je suis tout à fait prêt à modifier et compléter les informations de cet article technique pour le rendre plus précis et didactique.
Il suffit de m'envoyer sur un fichier Word les informations complémentaires à insérer ainsi que les liens URL utiles

Bien cordialement

Dominique
Le responsable du site Soudeurs.com