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29 octobre 2010 | Veille marchés et technologie

Physique : Première mondiale russe en matière de soudure

Une nouvelle technologie russe propose, pour la première fois au monde, une soudure laser combinée à l’ajout de nanopoudres actives et à l’utilisation d’oscillations ultrasoniques à résonance afin d’améliorer considérablement la structure de la soudure. Celle-ci ne le cède alors en rien au matériau de base pour les critères de solidité.

Il existe actuellement divers types de soudage. Mais, dans tous les cas, les soudures s’avèrent être d’une solidité moins bonne que les matériaux de base. Est-il possible de parvenir à une solidité des soudures ne le cédant en rien à celle du matériau de base ? La réponse peut être positive si l’on parvient à résoudre un problème important - garantir une qualité élevée du matériau à l’intérieur de la soudure, en empêchant la formation, au cours du processus de cristallisation, de structures dendritiques complexes et de pores (des bulles de gaz).

A la différence de la soudure traditionnelle, le rayon laser qui avance ne fait pas fondre le matériau : il le déplace, en formant derrière lui une sorte de petite cuvette de soudure dans laquelle on peut créer un matériau ayant les propriétés requises, y compris au niveau de la structure. Si l’on y ajoute une nanopoudre spéciale, ces particules deviennent des centres de cristallisation qui empêchent l’apparition de formations cristallines destructrices. La multiplicité des centres de cristallisation morcelle la structure du matériau de soudure. Le déplacement du rayon laser favorise le mélange minutieux de la nanopoudre sur toute la profondeur de la soudure. Dans ce contexte, il se produit ainsi une modification notable de toutes ses caractéristiques, et la solidité de la soudure devient comparable à celle du matériau de base. Les nanoparticules introduites sont conçues d’une manière spécifique : on les prépare à être de futurs centres de cristallisation.

L’utilisation des ultrasons dans la cuvette de soudure permet non seulement d’affiner le métal fondu et de consolider sa structure, mais aussi de chasser également les bulles de gaz qui apparaissent au cours du processus de cristallisation. La simulation numérique du comportement des bulles de gaz dans la cuvette a permis de déterminer le domaine de leurs fréquences de résonance. Si l’on utilise le régime d’ultrasons adéquat, il se produit une très forte compression des bulles.

La revue Nauka iz pervykh ruk (La science de premières mains) précise que l’Institut de mécanique théorique et appliquée Khristianovitch de la Section sibérienne de l’Académie des sciences russe a étudié expérimentalement l’influence des ultrasons sur l’élévation des propriétés plastiques des combinaisons. Lorsque l’on utilise les ultrasons, la limite de fluidité et la résistance dans le temps à la destruction ne changent guère. En revanche, la plasticité s’en trouve améliorée de plus de 20%.

Les expériences déjà conduites ont montré que l’utilisation de nanopoudres et d’ultrasons pour améliorer la structure du matériau de soudure conduit à la formation de soudures ne le cédant en rien, de par leur solidité (y compris en ce qui concerne le vieillissement) au matériau de base. Ces résultats peuvent révolutionner de nombreuses branches de l’industrie, relève le site informnauka.ru, se référant à l’Institut de mécanique théorique et appliquée.

Pour en savoir plus, contacts :

Karnet Ilia Nikolaevna, Secrétaire de l’ l’Institut de mécanique théorique et appliquée, tél. : 007 495 938 57 61, fax : 007 495 938 07 11 email : iam@ipsun.ras.ru, Site web : http://www.iam-ras.nm.ru

Code brève ADIT : 64488

Source : inauka.ru - 23/08/10

Rédacteur : Nicolas Quenez



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