Publié le : 16/10/2024

Le projet CREDOS, centré sur la réduction des contraintes résiduelles dans les tôles d’aluminium de forte épaisseur assemblées par soudage par friction malaxage (FSW), s’est clôturé en avril dernier avec des résultats prometteurs pour l’industrie aéronautique, notamment pour Airbus Atlantic, partenaire du projet.

 

Airbus Atlantic s’efforce d’améliorer son ratio « buy to fly » en optimisant l’achat de matière première, une démarche visant à réduire le volume de copeaux produits lors de l’usinage. Une des solutions privilégiées est la reconstitution d’ébauches d’usinage, pour laquelle le soudage par friction malaxage (FSW) est étudié de près.

 

Objectifs du Projet CREDOS

Pour adopter efficacement la technologie FSW, il est crucial de maîtriser l’apparition des contraintes résiduelles, lesquelles, bien que la matière ne fonde pas, sont générées par l’apport d’énergie thermique durant le processus de malaxage. Ces contraintes, stockées dans le matériau, se libèrent notamment pendant la phase d’usinage, entraînant des déformations des pièces. Le projet CREDOS a visé à développer des solutions techniques pour réduire ces contraintes dès la phase de soudage, améliorant ainsi la conformité géométrique des pièces après usinage.

 

Méthodologie et Approche

Dans le cadre de ce projet, l’IRT Jules Verne a mis en place un modèle de simulation permettant de tester numériquement l’impact de différentes stratégies sur les contraintes résiduelles. Ce modèle, basé sur une simulation thermique du FSW, a permis de définir les cycles thermiques subis par le matériau dans les différentes zones de l’assemblage. En collaboration avec Constellium, des lois de comportement adaptées au matériau et aux cycles thermiques ont été établies.

 

À partir de ce premier modèle, une source de chaleur équivalente a été appliquée à un modèle thermomécanique global pour prédire les contraintes résiduelles. Parallèlement, un banc d’essai a été installé sur un portique FSW pour tester différentes techniques de réduction de contraintes sur des tôles d’alliage aluminium de forte épaisseur. Plusieurs stratégies ont ainsi pu être évaluées en environnement industriel pour identifier les plus efficaces et opérationnelles.  Ajoute Simon Morville, Ingénieur Simulation à l’IRT Jules Verne

Résultats et Perspectives

 

Les résultats obtenus grâce au projet CREDOS permettent désormais d’envisager des applications concrètes où les contraintes résiduelles sont réduites, entraînant moins de déformations des pièces après usinage. Cette avancée se traduit par une diminution des opérations de reprise en ajustage, améliorant ainsi l’efficacité et la rentabilité des processus de fabrication. Conclut Aurélien Lunion, Chef de projet sur le projet CREDOS à l’IRT Jules Verne. 

 

 

Le succès du projet CREDOS marque une étape importante dans l’optimisation du soudage par friction malaxage pour les applications aéronautiques, offrant à Airbus Atlantic et à l’industrie des solutions innovantes pour une production plus durable et efficiente. Des discussions sont en cours pour monter une suite au projet à court terme.