Qu’est-ce que le soudage à froid et comment est-il effectué ?

Qu’est-ce que le soudage à froid ?

Le soudage à froid est une technique d’assemblage à l’état solide qui fonctionne sans chaleur ni fusion pour réaliser un joint de soudure. Le soudage à froid est également connu sous le nom de soudage par contact. Dans le procédé de soudage à froid, l’énergie (qui est généralement de la chaleur dans les procédés de soudage par fusion) utilisée pour réaliser une soudure est appliquée sous forme de pression. Pendant l’état de soudage, il n’y a pas de formation de bain fondu comme on l’observe dans les procédés de soudage par fusion tels que le SMAW ou le TIG ou même le soudage par friction, un type de soudage à l’état solide.

En soudage à froid, comme son nom l’indique, le soudage ou l’assemblage de deux pièces métalliques s’effectue à température ambiante et sous pression.

Comment fonctionne le soudage à froid ?

Le principe du soudage à froid pour créer une liaison entre deux métaux repose sur la propreté et la proximité. Deux métaux sont liés sans chaleur en raison de l’élimination des couches d’oxyde sur les surfaces des matériaux à assembler. Répondant ainsi à la par-condition de propreté.

Presque tous les métaux dans leur état naturel ont un certain type de couche d’oxyde sur eux (par exemple sur l’ acier inoxydable et l’aluminium). Ces oxydes métalliques forment une barrière qui empêche les atomes métalliques des matériaux d’être pressés les uns contre les autres et de se lier les uns aux autres. Cependant, une fois la couche d’oxyde retirée, les atomes métalliques sont capables de se joindre les uns aux autres avec une pression suffisante. Cette pression appliquée aide à créer la liaison métallurgique nécessaire dans le soudage à froid.

La couche d’oxyde avant le soudage peut être éliminée par brossage métallique, meulage, dégraissage à la vapeur et autres moyens chimiques et mécaniques. Comme condition préalable au soudage à froid, le matériau à souder doit être ductile pour éviter la rupture pendant l’étape de pression.

Utilisations du soudage à froid

La technique de soudage à froid est très bénéfique pour les métaux dissemblables . Comme lorsque des matériaux différents sont fondus pendant le soudage, ils ne produisent aucun joint pour des raisons métallurgiques. Cela peut empêcher les métaux de s’assembler ou entraîner des soudures faibles ou des soudures avec des fissures. Le soudage par contact atténue ce problème car il repose principalement sur les liaisons atomiques créées par la proximité atomique entre deux pièces.

Généralement, le soudage à froid est utilisé pour assembler des joints bout à bout ou à recouvrement. Le soudage à froid est utilisé dans les automobiles, les travaux de recherche en laboratoire, l’aérospatiale et les expériences scientifiques avancées où les techniques de soudage conventionnelles ne peuvent pas être appliquées.

Les défis du soudage à froid

1. Propreté

La première condition préalable au soudage à froid est l’état de surface du matériau. Les matériaux à souder doivent être exempts de couche d’oxyde et de toute autre contamination de surface. Ce qui prend beaucoup de temps et coûte cher.

2. Type de métaux

Les métaux qui ne sont pas cassants et possèdent un allongement adéquat ne peuvent être assemblés qu’à l’aide d’un soudage à froid. En outre, il est déconseillé d’assembler les métaux ou alliages avec du carbone et ceux qui subissent un écrouissage par soudage à froid.

3. Géométrie du matériau

Cette technique de soudage fonctionne mieux avec des composants de forme régulière. Par exemple, l’assemblage de fil est un bon exemple de soudure à froid de forme de pièce uniforme et régulière. Une forme irrégulière du produit réduira la résistance du joint de soudure.

4. Proximité

L’autre défi principal est d’amener la proximité entre les deux parties afin que la force atomique puisse créer une articulation. Pour y parvenir, la haute pression est obligatoire.

Quel matériau peut être joint avec le soudage à froid

Comme vous le comprenez, le soudage à froid applique une pression élevée pour produire un joint afin que seuls les métaux ductiles puissent être joints par soudage à froid. Le soudage à froid est utilisé avec succès pour assembler l’aluminium, l’Al (même la série 7XXX qui manque généralement de soudabilité), les alliages Ni, le cuivre et ses alliages tels que le laiton, l’argent et les alliages d’argent, en particulier sous forme de fils.

Le matériau avec du carbone manque de soudabilité avec cette technique de soudage.

Résistance du joint soudé à froid

Le soudage à froid produit un joint de résistance similaire à celui produit par d’autres procédés de soudage tels que SMAW, TIG, laser, etc. soumis au soudage se déroule dans de bonnes conditions. Comme indiqué précédemment, les conditions préalables au soudage telles qu’une surface sans oxyde, une bonne pression, des métaux ductiles, des métaux sans carbone et idéalement une surface régulière au niveau de la zone de jonction.

Avantages du soudage à froid

1. Soudure sans zone affectée thermiquement

Les joints soudés par contact n’ont pas de  zone affectée par la chaleur (ZAT) car il n’y a pas de chaleur impliquée.

2. Joints de soudure sains et soignés

Comme il n’y a pas de changements métallurgiques dans le métal fondu et la ZAT, le soudage à froid produit des joints de soudure assez solides.

3. Soudage de métaux différents

Produit de soudage à froid joint de soudure sain pour matériaux dissemblables. Le joint de soudure du cuivre à l’aluminium peut être réalisé par soudage à froid, ce qui n’est pas possible autrement.