Soudage par friction malaxage robotisé pour l’électromobilité

Alors que électromobilité est une question centrale de l'avenir, les aspects décisifs ne se résument pas à l’autonomie et la puissance des véhicules. Une fabrication économique des véhicules avec de nouveaux concepts innovants est décisive.

Soudage par friction malaxage pour l’électromobilité

De par son savoir-faire dans le domaine du soudage par friction malaxage, KUKA est devenu un partenaire important de l’industrie automobile. En effet, grâce à cette technologie, la gestion de la chaleur des batteries peut être optimisée et la structure complexe des boîtiers d’accumulateurs peut être réalisée avec rentabilité.

Les véhicules électriques ont besoin d’une température agréable, c’est au moins le cas de leurs batteries. En effet, c’est lorsqu’elles ont la bonne température qu’elles délivrent une performance optimale et qu’elles atteignent leur durée de vie maximum. C’est pourquoi les batteries doivent être refroidies pendant l’exploitation et être réchauffées lorsque la température ambiante est basse. En règle générale et en particulier pour les véhicules hybrides, ceci est effectué à l’aide de systèmes de refroidissement intégrés dans le fond du support de batterie. La fabrication de ces boîtiers est extrêmement difficile. Du fait de ses nombreuses années d’expérience du procédé de soudage par friction malaxage, KUKA est en mesure d’apporter un savoir-faire adapté. 

Le système de refroidissement des véhicules hybrides est fermé en soudant une tôle de fond avec le boîtier en fonte. Un circuit étanche et résistant à la pression changeante doit être créé ainsi. Pour ce faire, une grande section de raccordement et un cordon d’un bon mélange et d’une bonne densité sont nécessaires. Ce faisant, les composants doivent être déformés le moins possible par l’apport de chaleur. Le soudage par friction malaxage s’est avéré être la technologie d’assemblage appropriée.

Soudage avec la technologie verte

Le procédé est particulièrement adapté pour les processus d’assemblage de grande qualité comprenant divers alliages d’aluminium et autres métaux non ferreux à faible température de fusion. Lors du soudage par friction malaxage, un outil en rotation est mené le long de la zone d’assemblage des pièces. Ceci génère de la chaleur de friction entre les éléments à assembler bien fixés et crée un assemblage plus robuste et plus résistant qu’avec un procédé conventionnel. En fonction du design de la pièce, les cordons de soudure sont réalisés en tant que cordons en dents de scie ou par points, en tant que soudage par recouvrement. 

Friction Stir Welding_seam
Exemple d’un cordon en dents de scie

Avantage supplémentaire : le procédé émet peu d’émissions et la consommation en énergie est faible. Il n’est pas nécessaire de soumettre les pièces à un traitement préalable. C’est la raison pour laquelle le soudage par friction malaxage est considéré comme une technologie écologique.

Friction Stir Welding_Robot
Cellule de soudage par friction malaxage pour boîtier de batterie

Savoir-faire dans le domaine de la technique d’assemblage

Cette technologie est de plus en plus utilisée pour les systèmes de refroidissement des véhicules hybrides et pour la fabrication des boîtiers d’accumulateurs dans les véhicules uniquement électriques. Dans ce cas, le boîtier prend une grande place dans la zone du dessous de caisse et se trouve entre les essieux, en règle générale. Certains fabricants montent le boîtier d’accumulateurs séparément. Par contre, des concepts plus récents comprennent des composants de structure dans lesquels le boîtier d’accumulateurs peut être intégré. Pour ce faire, ces structures doivent être extrêmement rigides. On dispose de deux possibilités pour ceci : Des cadres dotés de traverses soudés avec une plaque d’assise en tôle d’aluminium ou une plaque d’assise composée de profils extrudés à double paroi soudés les uns aux autres.

Lors de l’assemblage des zones avant et arrière au boîtier d’accumulateurs, des pièces en aluminium moulées sous pression sont déjà utilisées de façon isolée. Cela soumet la technique d’assemblage à des exigences sévères en ce qui concerne les boîtiers d’accumulateurs. C’est encore ici que le savoir-faire de KUKA entre en jeu. En effet, le soudage par friction malaxage est idéal pour ces exigences. Lors de la conception des pièces et des dispositifs de fabrication, il faudra cependant prendre certaines particularités en compte, comme la force élevée de processus et les largeurs d’interstices pouvant être compensées.

 

Soudage par friction malaxage avec épaulement fixe

Afin de réaliser les cordons complexes des boîtiers d’accumulateurs et des boîtiers électroniques, KUKA mise en particulier pour l’industrie automobile sur le soudage par friction malaxage avec épaulement fixe (Stationary Shoulder Friction Stir Welding, SSFSW) dont la licence est concédée par ESAB. Ici, contrairement au soudage par friction malaxage classique, seule la broche à souder, placée dans un épaulement stationnaire, est en rotation. Grâce à l’épaulement fixe, on obtient une surface de soudage plane et lisse lors du mouvement d’avance le long du cordon de soudure. Ceci permet de réduire le travail de traitement ultérieur.

Friction Stir Welding_ESAB Licensed Technology
Solution de soudage par friction malaxage robotisée

Système de contrôle de processus et de documentation

Les experts en sont persuadés : l’importante croissance de l’électromobilité va entraîner, au cours des années à venir, la croissance du marché des installations de fabrication avec procédé de soudage par friction malaxage. KUKA permet à l’industrie automobile d’intégrer ce procédé d’assemblage dans le processus de production de façon judicieuse sur le plan économique. De plus, les clients peuvent suivre tous les paramètres importants du processus et faire enregistrer avec transparence les données concernant la qualité. Avec son système de contrôle de processus et de documentation (PCD), KUKA a créé une base pour l’intégration de l’Industrie 4.0.

Réglages des cookies OK et découvrir KUKA

Ce site internet utilise des cookies (en savoir plus) afin de vous proposer le meilleur service en ligne. Si vous continuez à utiliser notre site internet, nous n’aurons recours qu’aux cookies techniquement nécessaires. Si vous cliquez sur « OK et découvrir KUKA », vous acceptez en plus l’utilisation de cookies de marketing. En cliquant sur « Paramètres des cookies », vous pouvez sélectionner le type de cookies employé.

Réglages des cookies