Le soudage par explosion se déclenche avec un bang

Le soudage est souvent un processus chaud et bruyant. Cela implique généralement une certaine chimie sophistiquée et des connaissances appropriées pour obtenir de bons résultats. Que vous parliez d’arc, TIG ou MIG, ces déclarations s’appliquent toutes.

Il en va de même pour le soudage par explosion, bien qu’il soit totalement différent de toutes les méthodes de soudage à la main traditionnelles que vous avez jamais vues auparavant. Aujourd’hui, nous allons explorer le fonctionnement de cette technique et les applications pour lesquelles elle est utile. Feu dans le trou!

Ne les explosez pas, explosez-les ensemble !

Le soudage par explosion se produit presque instantanément, mais se fait de manière progressive. L’angle de collision, ainsi que la vitesse du front explosif, sont essentiels pour obtenir une soudure de qualité. Crédit image : NASA, domaine public

La technique du soudage par explosion est relativement nouvelle par rapport aux autres techniques d’assemblage des métaux. Au cours des deux guerres mondiales du XXe siècle, des éclats d’obus ont souvent été retrouvés collés au blindage. Une observation attentive a montré que les éclats d’obus étaient en fait soudés sur une armure métallique, plutôt que d’être simplement intégrés à celle-ci. Étant donné que les collisions entre les éclats d’obus et l’armure se produisent souvent sans la chaleur extrême des opérations de soudage typiques, cela indiquait que c’était plutôt la grande vitesse de l’impact entre les éclats d’obus et l’armure qui fusionnait les métaux ensemble.

Les mêmes résultats ont ensuite été recréés en laboratoire et le soudage par explosion a été développé en une technique raffinée après la Seconde Guerre mondiale. En 1962, DuPont brevète un procédé de soudage par explosion qui sera plus tard connu sous la marque « Detaclad ».

La NASA a exploré l’utilisation d’explosifs en ruban pour souder une variété de joints différents dans un mémorandum publié dans les années 1980. Crédit image : NASA, domaine public

Le soudage par explosion se produit avec le métal restant dans la phase solide, c’est ce qu’on appelle une technique de soudage «à l’état solide». Dans sa forme la plus courante, une plaque de métal épaisse connue sous le nom de «support» est posée à plat, avec des entretoises de l’ordre d’un pouce ou moins placées sur le dessus. Une plaque métallique plus fine, appelée « gaine », est ensuite placée au-dessus des entretoises, de sorte qu’il y ait un petit espace entre les deux plaques à souder ensemble. Les deux tôles sont meulées à plat avant assemblage, afin d’éliminer les impuretés et de garantir une soudure de qualité.

La poudre explosive est ensuite tassée au-dessus de la gaine. La charge de poudre est typiquement détonée à partir d’un coin ou d’un côté de la gaine. Cela crée un effet de balayage à travers la charge explosive, le front d’explosion se déplaçant sur le dessus de la gaine à une vitesse uniforme. Cela force progressivement le revêtement en contact avec le support en dessous. Ce processus génère un jet de plasma d’air, d’oxydes et d’impuretés qui est projeté devant l’espace de fermeture entre les deux plaques, nettoyant les surfaces des plaques au fur et à mesure.

La soudure qui en résulte est causée par la déformation plastique des deux métaux, plutôt que par leur liquéfaction, comme c’est le cas dans les procédés de soudage traditionnels. Ces liaisons peuvent avoir jusqu’à 100 % de la résistance du matériau de base et présentent généralement moins de problèmes autour des zones affectées par la chaleur par rapport aux techniques de soudage en phase liquide. Les résultats sont similaires à cet égard à ceux obtenus avec le soudage par friction. Les deux plaques métalliques sont jointes de façon continue et uniforme sur toute leur surface.

Le procédé permet de souder des métaux dissemblables. Cela inclut même des combinaisons étranges comme l’acier et l’aluminium, et même certains métaux réactifs. Les entreprises spécialisées dans la technique citent généralement des listes de plus de 260 combinaisons de métaux différentes qui peuvent être liées de cette manière.

Bien entendu, en raison de la violence de la réaction explosive, le soudage par explosion est généralement limité aux plaques et aux formes cylindriques simples. La technique est souvent utilisée pour créer des tubes ou des réservoirs avec des surfaces métalliques plaquées pour une utilisation dans les industries chimiques et pétrochimiques. Le soudage par explosion a même été utilisé dans le vaisseau spatial Apollo, qui s’appuyait sur le processus pour créer un solide joint de transition titane-acier.

La NASA avait des idées pour des structures qui pourraient être soudées dans l’espace en utilisant des techniques explosives, et a démontré cette idée avec le modèle de 18 pouces vu ici. Cependant, l’idée n’a jamais vraiment fait son chemin et le soudage par explosion est principalement utilisé pour le travail de tôles plaquées simples de nos jours. Crédit d’image ; NASA, domaine public

L’agence spatiale a même publié un mémorandum technique sur le sujet en 1983, partageant des détails sur le soudage explosif pratique à petite échelle. Les techniques impliquées reposaient sur des explosifs RDX pour créer des joints longs et uniformes d’une qualité si élevée et constante qu’ils étaient hermétiquement scellés. Le document note que la technique a été appliquée à la réparation de réacteurs nucléaires au Canada, bien qu’elle puisse également être utilisée dans d’autres situations telles que le scellement de pipelines ou d’autres navires.

Compte tenu de l’utilisation d’explosifs puissants, ce n’est pas une technique particulièrement facile à bricoler dans le garage de la maison. Cependant, si vous avez besoin de coller une plaque d’un métal sur un autre complètement différent pour construire quelque chose avec des propriétés combinées utiles, le soudage par explosion pourrait bien être l’outil dont vous avez besoin. Assurez-vous simplement de le faire dans un endroit sûr et éloigné, et d’appeler avant de toucher le détonateur !

[Header image: Still from “Explosive Welding“, JRP RC Judd Phillips]