Influence de l'orientation de l'outil sur les forces générées en FSW

Abstract

Friction Stir Welding (FSW) est considéré comme un procédé de soudage à l’état solide très demandé pour souder des alliages d'aluminium. Au cours des dernières années, les chercheurs se sont orientés vers l’industrialisation de ce procédé. L'utilisation des robots en FSW offre une grande souplesse pour ce procédé. En effet, cet équipement va permettre de réaliser plusieurs types de soudure en permettant d’élargir la gamme d’épaisseur et de la géométrie soudable. Cependant, les forces appliquées à l'outil pendant le soudage par friction malaxage génèrent des déformations élastiques de la structure du robot. Ces déviations affectent la trajectoire du robot ainsi que l’orientation de l’outil par rapport aux pièces à souder, ce qui provoque des défauts au sein du joint de soudure. Pour robotiser le FSW, le véritable défi est d'intégrer la déviation de l’outil et la dynamique des efforts dans le système de contrôle et la commande du procédé. Il est important alors de prendre en considération l'effet de l'orientation de l’outil sur les forces générées lors du FSW. Cette étude analyse l'effet de l'orientation de l'outil sur les forces générées en soudage par friction malaxage. Nous discuterons également l'influence de l'orientation de l'outil sur la qualité de la soudure.

Friction Stir Welding (FSW) is classified as a solid state joining process which is widely used to weld aluminium alloys. In the last few years, researchers focused on the industrialization of this process. The use of robots in FSW offers a large flexibility in this process. In fact, various applications can be done with this kind of equipment allowing a wide range of material thickness and the welding of curved joint. However, the forces applied to the tool during friction stir welding generate elastic deformation of the robot’s structure. These deviations affect robot trajectories and tool orientation which cause defects on friction stir weld. For robotize FSW, the real challenge is to integrate tool deviation and dynamic force in controlling and regulating commands. So, it is important to consider the effect of tool orientation on forces generated during FSW. The present study analyzes the effect of tool orientation on the forces generated by the friction stir welding. We will also discuss the influence of tool orientation on weld quality.