Soudage cylindres aluminium et cuivre

[invite173017bc]

Bonjour à vous tous,

Je souhaiterais souder un rod d'aluminium pur ou quasi-pur (Al 1050A) (ø:12mm) sur un rod cuivre pur de même diamètre. Je cherche à récupérer une bonne résistance mécanique puisque l'assemblage va être sollicité en traction, et en cisaillement (laminage) mais aussi une tenue en température ~350-400°C. Vu l'écart des températures de fusion des deux matériaux je peux d'ores et déjà écarter tout ce qui est soudage par fusion.
Aussi je ne peux pas m'orienter vers un soudage par friction car mes cylindres n'ont pas les degrés de libertés le permettant.
Est il possible de se diriger vers un assemblage par brasage ? De ce que j'ai pu lire, un brasage tendre ne me permettra pas de récupérer les propriétés que je veux et un brasage fort semble compliqué à cause de l'aluminium, vous confirmez ?

Auriez vous d'autres pistes de process sur lesquelles je pourrais m'orienter ? (Gardant en tête qu'il faudra surement soudé sous vide à cause de la couche d’alumine..)

Merci de votre aide,

Bien cordialement
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[trebor]

Bonjour Paul et bienvenue sur le forum,

Peux-être utiliser un manchon fileté interne ou externe pour assembler les deux tubes.

Ou les 2 tubes mis en forme afin de s'emboîter l'un dans l'autre et en assurer la fixation avec de la soudure à froid pour tout métaux ferreux ou non ferreux ou par boulonnage à travers les 2 tubes assemblés.

Mais voyons d'autres solutions, bonne suite

[XK150]

Bonjour,
Il n'y a pas de solution par soudure , brasure , diffusion vu les matériaux en jeu et les températures à atteindre .
Bien sûr , c'est juste mon avis dicté par mon expérience ...

[invite2d7144a7]

Bonjour,

Une société de la région grenobloise faisait ça par pression + frottement, mais ça nécessitait des machines spéciales, qu'ils avaient conçues et fabriquées (presser les pièces l''une sur l'autre avec une forte pression + possibilité de faire frotter malgré cette forte pression).

C'est donc absolument inutilisable pour une unique opération.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mécano41]

Bonjour,

Juste une remarque, qui ne te concerne peut-être pas. Selon le milieu ambiant, le contact alu-cuivre peut produire un couple galvanique important qui produit de la corrosion :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Corrosion_aqueuse

Cordialement

[XK150]

Re,
Oui, je ne l'avais pas mentionné dans mon post , mais la liaison aluminium - cuivre est " auto-destructrice " ...
Et l'aluminium pur est mou comme du caramel , ce qui n'arrange rien ici .

[richard 31]

bonjour,
il doit y avoir une solution ceci est obligatoire,
si je me réfère aux montages d'évaporateurs en alu avec une tubulure cuivre en réfrigération domestique
reste a savoir quel est le procédé industriel utilisé pour y parvenir??? ,
ayant la particularité de ne pas êtres compatibles entre eux sans avoir une corrosion électrolytique en sus ne pas accepter des températures élevées,
le cahier des charges s'avère complexe pour réaliser un tel assemblage pourtant il existe!!!!
l'ennui étant qu'en sus de cela il vous faut cela sur des produits purs
la seule chose que je puis proposer pour réaliser cela est un assemblage via des raccords lockring
https://www.google.fr/search?q=racco...w=1169&bih=912

[trebor]

Bonjour,

Les utilisations des raccords lockring sont limitées, je lis ceci :
En fait c'est un collage suivi d'un sertissage ?

Incompatible avec le tenue en température que Paul souhaite 350 à 400°C.

Le liquide d’étanchéité Lokprep existe en plusieurs version selon la température ambiante d’utilisation.

Conditions d’utilisation :

Pression de service : 50 bar avec une marge de sécurité 5 fois supérieure, soit 250 bar
Plage de température : -50°C à +150°C
Diamètre de tube : 1,6 à 35 mm (1/16″ à 1″3/8)
Épaisseur de paroi des tubes : 0,5 à 1,5 mm

Rien pour la résistance à la traction, donc non approprié.

[richard 31]

re,
perso,
je ne puis imaginer une liaison a cette température(400°C) qui est bien trop proche celle de fusion de l'aluminium (de 650)°c (il me semble)
a mon avis cette demande n'a aucune logique
j'aimerai bien savoir quelle est l'application du produit ayant un tel cahier des charges ????

[albi69]

Bonjour richard31
Les tubes des refroidisseurs sont " dudjonnés ", je ne suis pas sur de l'ortographe.
C'est une sorte de sertissage.

[XK150]

Re,
C'est presque bon : dudgeon !
Idem pour les tubes de chaudière ou ceux des échangeurs des centrales nucléaires ....
Mais on s'éloigne du problème , le demandeur voulait une liaison en bout massif , il me semble .

[richard 31]

re,
effectivement ce n'est ni une soudure ni un brasage mais bien une sorte de dudgeon
l'ennui étant que cela semble être mission impossible au vu du cahier des charges
c'est bien pour cela que je me demande quelle est l'application qui impose cela

[trebor]

Bonjour à tous,

Je ne connaissais pas l'expression dudgonner un tube, ayant utilisé cet outil à façonner les bouts des tubes.

https://www.youtube.com/watch?v=rA-JoGvQfN8
Emboîture, collet battu,....:
https://www.youtube.com/watch?v=tEK8juBAFAM
J'aimerai également le retour de Paul pour connaître l'utilisation de son assemblage.
Bonne journée à tous

[invite173017bc]

Bonjour à tous,

d'abord merci à vous tous pour vos réponses et vos idées ! je vais essayer de répondre à toutes vos suggestions ou questions.

-Assemblage mécanique avec manchon fileté : j'ai peur que l'aluminium ne résiste pas en cisaillement à une température de 400°C

-Whoami : est ce que tu aurais le nom de cette méthode et/ou le nom de l’entreprise qui propose ça ? Après je pense que le soudage par frottement (rotation) n'ira pas dans mon cas car les câbles sont enroulés sur bobines.

-Pas de problème de corrosion à prendre en compte dans mon cas, l'assemblage ne sera pas permanent. En gros pour vous éclairer un peu plus, sans rentrer dans les détails, je travaille sur un process continu mettant en jeu des câbles de cuivre et je souhaite remplacer ses câbles de cuivre par des câbles d'aluminium sans stopper le process pour monter toute la ligne. Durant le process on a traction du câble et un temps court d'exposition à haute température (<1s), d’où les contraintes thermiques et méca.

J'ai vu plusieurs publi sur le soudage (ou l’assemblage) par diffusion, et aussi sur le cold pressure butt welding (désolé je ne connais pas le nom de la techno en français), cela peut être une idée sur laquelle je vais continuer de plancher. Dans les deux cas, je peux espérer récupérer 80 à 90% de la résistance en traction de l'alu. (voire plus car dans le second cas les essais en traction menés ont tous rompu sur la partie alu et non au niveau du joint).
Mais reste à voir le comportement en température... Avez vous connaissances de ces deux méthodes ?
Ou même d'autres, je ne reste pas fermé : soudage par impulsion magnétique, ...

Ensuite, je ne suis pas fan de ce genre de produit, mais j'ai vu certains fournisseurs de colles métalliques vendant leur produit comme résistant à des températures de l'ordre 1000°C et ayant une "super" résistance méca. J'aimerais juste savoir si vous aviez connaissances des matériaux utilisés dans ces colles et les mécanismes mis en jeu ?

Voila voila, j'espère avoir répondu à tout vos points et merci encore pour vos réponses,

Cordialement

[polo974]

Bonjour,
Il y a aussi la soudure ultrason...
voir si ça colle au besoin...

[invite173017bc]

Saluut polo974,

Merci mais pas sur que l'ultrason soit applicable pour du soudage cylindre bout à bout..

[richard 31]

re,
a présent je comprends mieux l'application ,
par contre il me parait évident que le cuivre a résisté mais pas l'alu
et c'est bien là le nœud du problème
voici toutefois une autre idée simple a réaliser
utiliser un manchon avec un filetage interne d'un diamètre "x" qui sera celui correspondant au filetage crée sur le rondin cuivre et idem sur l'alu, par contre le manchon aurait son diamètre extérieur identique a celui des rondins le manchon on peut l'imaginer en cuivre ,
ensuite sur le filetage il placer de la colle haute température par exemple en frein de filet
la liaison pourra de fait accepter les températures extrêmes signalées sans possibilité de rupture a la traction,
pour le cisaillement je pense que la souplesse du cuivre et de l'alu devrait suffire a l'éviter
me voici au bout de mes propositions

[invite173017bc]

Salut richard31,

je ne l'ai pas précisé mais les températures mises en jeu seront supportables à l'aluminium, j'ai fais des simulations avant d'avancer plus loin dans ce projet. Il restera dans son domaine élastique. L'idée de l’assemblage mécanique manchon + colle m'intéresse, je vais peut être regarder un matériau avec un coefficient de dilatation inférieur à celui du cuivre et de l'aluminium pour le manchon. Par contre je vais chercher des sur ce type de colle sachant que certains fournisseurs n'hésite pas à mettre en avant les chiffres les plus intéressants, ne reflétant pas les caractéristiques réelles de leur produit. As tu déjà utilisé ce type de colle ou fais des recherches dessus pour avoir un avis ?

Merci de vos réponses,

cordialement

[trebor]

Un manchon en cuivre comme ci-dessous avec un filetage interne au pas gauche et droit afin de faciliter l'assemblage.
Le diamètre extérieur du manchon étant égale au Ø ext des câbles.
http://www.hardeman-distribution.com...jonction-f.jpg

[richard 31]

re,
perso j'ai eu a traiter des vis montées avec du frein de filet type loctite rouge
le seul moyen que j'ai eu pour arriver a débloquer le filetage est le chalumeau oxypac ou oxyflam (pointé au rouge a + de 1000°C )
or a ce que le puis lire quand au cahier des charges la température n'aura guère la possibilité d'atteindre un tel niveau vu que cela dure a peine 1"
type de loctite :
https://www.agrizone.net/atelier/con...kPxxoCXvHw_wcB
elle est donnée pour 150°C maxi,
par contre son rôle n'est que celui d’empêcher le dévissage durant la traction qui sera très courte a haute température
sinon prendre de la colle haute température
par exemple de ce type :
http://www.loctite.fr/loctite-5845.h...=8802623717377 (la température maxi n'est pas indiquée )

[richard 31]

re,
perso je ne croyais pas au départ pouvoir apporter une solution mais a présent je commence a être optimiste
trebor tu as exactement défini le manchon que je voulais décrire avec pas inverse pour chaque coté
car il faut prendre en compte que l'on ne peut a mon avis faire tourner les câbles qui sont sur un touret ,
la colle empêchant le dévissage uniquement
je suis toutefois plus craintif pour le cisaillement coté alu

[mécano41]

Bonjour,

Juste une idée en passant : voir du côté des raccords hydrauliques permettant la liaison de deux tubes de diamètre 12 mm. Ces raccords comportent des bagues qui, lorsque l'on serre l'écrou, s'impriment dans le tube. Il faudra changer la bague à chaque fois (ou le raccord si la bague n'est pas vendue séparément).

Cordialement

[invite69483f5c]

Bonsoir,

En utilisant les produits frein-filets loctite en amateur, j'ai pu remarquer qu'ils avaient tendance à gonfler et à détériorer les filets " alu ". Pour un assemblage écrou plastique/vis métal, l'écrou à éclaté.
Un manchon très fin en épaisseur risque de ne pas " aimer " ces produits.

[polo974]

Saluut polo974,

Merci mais pas sur que l'ultrason soit applicable pour du soudage cylindre bout à bout..

Pas sûr pour les autres solutions non plus, semble-t-il...

Bon, mais dans tout ça, on manque d'infos:

• possibilité d'augmenter le diamètre (manchon vissé, serti, collé, brasé, ...) ? ? ?
• longueur possiblement sacrifiée pour l'assemblage temporaire ( filetage, enture, ...) ? ? ?
• contrainte à tenir 10 %, 50%, 90% de la résistance en traction ? ? ?

Comme il semble que se soit un montage "one shot", il faut un outillage léger même si ça prend un peu du temps.
( à moins que ce ne soit l'établissement d'une procédure de remplacement pour 100000 câbles )

Si on peut augmenter le diamètre, on peut même envisager de détourner une goupille élastique pour manchonner les barres...
Il existe des gaines de tirage qui se serrent d'autant plus qu'on tire dessus. on doit pouvoir en trouver ou en faire réaliser sur mesure chez un (vrai) spécialiste du fil acier et du ressort.

Si on ne peut augmenter le diamètre, il faut s'orienter vers soit un soudage (ultrason, vibrant ou tournant alternatif), soit un assemblage en enture (plus ou moins multiple) par collage (sens large), rivetage ou vissage.

La tenue en température est assez anecdotique, car 1 seconde à 400 °C, ça n'a pas le temps de chauffer (sauf si on reste 1 h à 399 °C). (profil de température ? ? ?)