Qu’est-ce que le revêtement par explosion ou le processus de soudage par explosion ?

Le collage par explosion ou le revêtement par explosion ou le soudage par explosion est un procédé de soudage par dépôt de surface. Le processus utilise une détonation explosive comme source d’énergie pour produire une liaison métallurgique entre deux matériaux posés l’un sur l’autre en parallèle. Théoriquement, il peut être utilisé pour assembler pratiquement n’importe quelle combinaison de matériaux, ayant une compatibilité métallurgique et ceux qui sont connus comme non soudables par d’autres procédés de soudage conventionnels. De plus, ce procédé peut revêtir une ou plusieurs couches sur une ou les deux faces d’un métal de base, avec le potentiel pour chacune d’être d’un type de métal ou d’un alliage différent.

Soudage par explosion/ Principe de placage

  1. Préparation :  La première étape de l’opération de bardage par explosion est la préparation des deux surfaces à coller. Ces surfaces sont rectifiées ou polies pour obtenir une finition de surface uniforme avec une valeur de rugosité de Ra 3 µm (140 RMS) ou moins pour rapprocher les deux matériaux, en fonction de la combinaison et des épaisseurs de métaux.

2. Configuration :  La plaque de revêtement est placée parallèlement et au-dessus du matériau du substrat ou de la plaque de base, comme indiqué dans la figure ci-dessous, à une distance de sécurité (espace entre les plaques) qui a été prédéterminée pour la combinaison de métaux spécifique à coller. Cette distance est sélectionnée pour garantir que la plaque de revêtement entre en collision avec la plaque de base après avoir accéléré jusqu’à une vitesse de collision spécifique. La distance d’écartement varie typiquement de 0,5 à 4 fois l’épaisseur de la feuille de gaine en fonction du choix des paramètres d’impact. La tolérance limitée de la vitesse de collision entraîne un contrôle de tolérance similaire de la distance de sécurité.

La distance d’écartement est contrôlée par des entretoises de support sur les bords de la plaque et à l’intérieur selon les besoins. Les dispositifs d’écartement internes sont conçus pour être consommés par le jet.

Un cadre de confinement d’explosifs est placé sur les bords de la plaque métallique de revêtement. La hauteur du cadre est réglée pour contenir une quantité spécifique d’explosif fournissant une libération d’énergie spécifique par unité de surface.

3. Opération de liaison :  La composition et le type d’explosif sont sélectionnés pour produire une libération d’énergie spécifique et un taux de détonation spécifique (la vitesse à laquelle le front de détonation traverse la couche explosive). Le taux de détonation doit être subsonique aux vitesses acoustiques des métaux.

L’explosif, généralement granuleux, est uniformément réparti sur la surface de la plaque de revêtement remplissant le cadre de confinement. Il est allumé à un point prédéterminé sur la surface de la plaque à l’aide d’un booster explosif à grande vitesse. La détonation s’éloigne du point d’amorçage et traverse la surface de la plaque à la vitesse de détonation spécifiée. L’expansion du gaz de la détonation explosive accélère la plaque de revêtement à travers l’espace d’écartement, ce qui entraîne une collision angulaire à la vitesse de collision spécifiée. L’impact qui en résulte crée des pressions localisées très élevées au point de collision.

Ces pressions s’éloignent du point de collision à la vitesse acoustique des métaux. Étant donné que la collision avance à une vitesse subsonique, des pressions sont créées sur les surfaces adjacentes immédiatement approchantes, qui sont suffisantes pour faire éclater une fine couche de métal de chaque surface et l’éjecter dans un jet. Les contaminants de surface, les oxydes et les impuretés sont éliminés dans le jet. Au point de collision, les surfaces métalliques propres nouvellement créées ont un impact à des pressions élevées de plusieurs GPa. Bien qu’il y ait beaucoup de chaleur générée dans la détonation explosive, il n’y a pas de temps pour le transfert de chaleur vers les métaux. Le résultat est une liaison métal-métal idéale sans fusion ni diffusion.

Types de matériaux et combinaisons soudés avec le soudage par explosion

Le procédé de soudage explosif peut être utilisé pour assembler une variété de matériaux, quelle que soit la différence énorme entre eux. Par exemple, avec le soudage par explosion, l’aluminium peut être lié à l’acier au carbone ou à l’acier inoxydable. Cette combinaison n’est pas possible à réaliser avec le procédé de soudage conventionnel.

Comme vous pouvez le remarquer, les images ci-dessus, où la couleur orange représente le matériau du substrat et la couleur bleue représente les divers matériaux chimiques ou matériaux de revêtement qui peuvent être liés avec le processus de soudage par explosion.

Métallurgie de la gaine explosive

Le revêtement explosif fonctionne sur le principe de la liaison à l’état vendu où une force externe élevée est appliquée pour joindre deux matériaux. Les pièces liées explosives présentent une force de liaison élevée, un assemblage uniforme et une épaisseur de revêtement uniforme. La micrographie ci-dessous montre l’aspect visuel du matériau d’aluminium lié explosif sur un substrat d’acier au carbone en tant que plaque.

Dimensions standard des feuilles de revêtement sur le marché

La taille des plaques plaquées n’est généralement limitée que par la disponibilité de tôles ou de plaques métalliques à composants plats et par les contraintes de transport. La taille maximale des plaques peut également être limitée par des limites de détonation explosives, telles que des contraintes de bruit et d’environnement. Les tailles maximales de plaques suivantes peuvent généralement être produites :https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-

  • Longueur 12000 mm
  • Largeur 5000 mm
  • Épaisseur du socle 500 mm
  • Épaisseur du revêtement 25 mm
  • Superficie 35 m²

Soudage de plaques plaquées

Les tôles ou plaques plaquées sont facilement formées et soudées dans les industries. Ils sont largement utilisés pour fabriquer des équipements de traitement. Dans le domaine pétrolier et gazier, les équipements statiques tels que les colonnes, les cuves et les têtes d’échangeurs sont fabriqués à partir de plaques plaquées avec des applications de revêtement de soudure conventionnelles. Le matériau plaqué se comporte comme un matériau similaire en termes de soudabilité sans aucun souci.