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INDUSTRIE AUTOMOBILE

L’électrification de l’industrie automobile est en cours et évolue très rapidement, avec un marché du véhicule électrique qui est d’ores et déjà bien développé.

Sous l’effet des réglementations nationales, telles que l’interdiction au Royaume-Uni de la vente de nouvelles voitures à essence et diesel d’ici à 2030, de la baisse des coûts des équipements et des avancées technologiques, l’électrification est inévitablement appelée à se généraliser.

Les rapports suggèrent que, dans seulement huit ans, plus de 50 % des véhicules en Europe seront électriques.

L’électrification est le processus qui consiste à alimenter les véhicules en électricité en remplaçant les composants qui fonctionnent à partir d’une source d’énergie conventionnelle par des composants qui fonctionnent à partir d’énergie électrique. Cela comprend les blocs de batteries, les moteurs, les systèmes auxiliaires et les systèmes de charge.

Les progrès sont réalisés à un rythme soutenu, les constructeurs ayant déjà accompli de sérieuses avancées dans les domaines de la recharge rapide et des systèmes d’échange de batteries.

La taille et le nombre des éléments d’un bloc de batteries ont souvent un impact sur la conception des véhicules, en particulier sur leur masse. Or l’augmentation de la masse nécessite plus d’énergie pour le déplacement du véhicule et affecte sa manœuvrabilité (maniabilité, accélération et freinage, notamment).

L’électrification généralisée des véhicules légers et lourds est confrontée à de nombreux défis économiques et technologiques. De nombreux constructeurs proposent aujourd’hui des voitures électriques, mais les obstacles à leur adoption subsistent, concernant notamment les infrastructures de recharge et les tarifs. Cela est principalement dû au coût des batteries, mais les innovations en matière de solutions de soudage peuvent contribuer à le faire baisser.

L’EXPERTISE CVE

CVE travaille avec TWI, une organisation indépendante de recherche et de technologie, pour explorer la faisabilité du soudage par faisceau d’électrons pour les composants afin d’appuyer la transition vers l’électrification.

Le soudage par faisceau d’électrons est une méthode d’assemblage optimale pour l’assemblage des unités de batterie.

À l’heure où, selon les prévisions, les moteurs automobiles devraient nécessiter deux millions d’unités de batteries, à raison de 10 000 soudures par unité, le soudage par faisceau d’électrons offre une excellente solution pour aider les fabricants à répondre à la demande.

Si vous avez besoin de plus d’informations, n’hésitez pas à nous contacter ! Forts de 60 ans de savoir-faire en matière de processus et de solutions clés en main, nous sommes en mesure de trouver la solution idéale pour votre application.

SEMI-CONDUCTEURS

Le soudage par faisceau d’électrons permet d’assembler de nombreux composants dans l’industrie des semi-conducteurs, qui exige des soudures de haute qualité et sans le moindre défaut.

La faible porosité des soudures est essentielle pour garantir le maintien de niveaux de propreté irréprochables en service. Le faible apport thermique global du soudage par faisceau d’électrons assure également une distorsion minimale et permet de limiter les besoins d’usinage après soudage.

ÉOLIEN OFFSHORE

Toutes les structures d’éoliennes offshore nécessitent une fabrication par soudage à haute productivité et garantissant une grande fiabilité de performance. Une turbine éolienne offshore nécessite de fabriquer de nombreuses structures, notamment des monopieux, des ancres à succion et des brides.

Le soudage par faisceau d’électrons améliore la productivité et la qualité des soudures, et le soudage sous vide crée une atmosphère idéale en empêchant l’oxydation et en supprimant la nécessité de préchauffer, parmi de nombreux autres avantages.

CVE a adapté sa dernière technologie de soudage de pointe, Ebflow, pour réduire de jusqu’à 25 % le temps et le coût de fabrication des fondations des éoliennes.

CVE est membre d’un consortium d’organisations qui a décroché une subvention d’Innovate UK pour réduire considérablement les coûts d’installation du plus grand parc éolien offshore du monde, en mer du Nord. Une fois terminé, le parc éolien produira suffisamment d’énergie pour alimenter plus de 4,5 millions de foyers chaque année, soit environ 5 % des besoins en électricité du Royaume-Uni.

ALLIAGES D’ALUMINIUM

Les alliages d’aluminium à haute résistance sont couramment soudés par faisceau d’électrons pour des applications telles que les boîtiers de missiles, les lanceurs et les pièces de projectile perforant. Dans certains cas, les propriétés mécaniques peuvent être modifiées par l’utilisation d’un système d’entraînement du fil pendant le processus de soudage.

PETITS COMPOSANTS

Les transducteurs, les relais et les capsules anéroïdes sont des exemples de petits composants assemblés par soudage par faisceau d’électrons dans le secteur de la défense

ALLIAGES DE TITANE

La haute précision et l’absence totale de défauts des cordons de soudure permis par le soudage par faisceau d’électrons sont mises à profit pour assembler des alliages de titane dans le secteur de la défense, notamment pour les réservoirs de carburant et les rotors de moteurs d’avion. Les pièces de moteurs d’avion sont également communément réparées en utilisant le faisceau d’électrons comme méthode d’assemblage.

SOUDAGE PAR FAISCEAU D’ÉLECTRONS POUR LES COMPOSANTS NUCLÉAIRES À SECTION ÉPAISSE

Dans l’industrie nucléaire, le soudage de composants à section épaisse peut être réalisé par différents procédés, qui prennent toutefois du temps et qui alourdissent considérablement le coût de fabrication. Des recherches sont menées depuis de nombreuses années pour concevoir un procédé mieux adapté et pouvant être utilisé plus largement dans l’industrie nucléaire. Même si la production d’énergie nucléaire est faible, la nature critique de la sécurité de ces composants exige une solution de très haute qualité.

De manière générale, le soudage de composants à section épaisse, tels que les réservoirs sous pression, est effectué à l’aide de techniques de soudage à l’arc qui nécessitent plusieurs passes, avec un contrôle non destructif (CND) entre les différentes étapes, et un préchauffage du composant pour réduire le risque de fissuration par l’hydrogène.

Les récents progrès réalisés en matière de technologie de soudage par faisceau d’électrons, avec la solution Ebflow, permettent de souder de grandes cuves à partir de pièces à section épaisse en une seule passe, cela à grande vitesse et avec une distorsion minimale. Ebflow élimine également la nécessité d’un contrôle non destructif entre les différentes étapes, avec à la clé des gains de temps et d’argent considérables dans la fabrication des cuves à pression des centrales nucléaires. Cela permet en outre d’éliminer l’étape de préchauffage, dans la mesure où le procédé FE se déroule dans un environnement sous vide, et évite donc le risque de fragilisation par l’hydrogène.

Par rapport aux autres procédés de soudage, le soudage par faisceau d’électrons présente de nombreux avantages dans l’industrie nucléaire. Il permet en particulier de réaliser des économies de coûts et de temps substantielles pour la fabrication de sections épaisses, grâce à la rapidité de l’assemblage permise par un soudage en une seule passe pour toute l’épaisseur du joint.

SOUDAGE PAR FAISCEAU D’ÉLECTRONS POUR LES TURBOCOMPRESSEURS

La plupart des moteurs diesel des véhicules particuliers et commerciaux modernes sont aujourd’hui équipés d’un turbocompresseur, assurant ainsi un fonctionnement plus économe en carburant, plus performant et moins polluant.

Au cœur du turbocompresseur se trouve l’arbre de la turbine, qui tourne à grande vitesse. Entraîné par les gaz d’échappement, l’arbre renvoie le carburant et l’air dans le moteur.

Le soudage par faisceau d’électrons permet d’assembler une roue en Inconel coulé et un arbre en acier au carbone. Le faisceau d’électrons est un flux d’électrons finement focalisé qui fusionne les deux surfaces métalliques, permettant ainsi d’obtenir une soudure d’excellente qualité et présentant les caractéristiques suivantes : pénétration profonde, zone affectée thermiquement (ZAT) étroite, et résistance proche du métal de base. Le soudage réalisé dans un environnement sous vide garantit un processus propre et pur.

Les pièces sont soit usinées avec un ergot pour que le joint s’auto-positionne, soit aboutées avant d’être soudées et maintenues par un serrage de précision pour contrôler la géométrie. Les pièces peuvent être soudées à l’état fini ou semi-fini afin de minimiser les besoins d’usinage après soudage et, grâce à un parfait alignement du faisceau au niveau du joint rotor/arbre, des soudures précises et répétables peuvent être réalisées, sans fissures associées.

SOUDAGE PAR FAISCEAU D’ÉLECTRONS POUR LES CORPS DE PALIER AVANT

Cet assemblage extrêmement complexe est fabriqué à partir de plusieurs composants relativement simples. Très peu d’autres procédés de soudage permettront d’obtenir les résultats requis pour ce type de produit. La pièce nécessite en effet des soudages linéaires, circonférentiels et à mouvement planétaire, effectués par passes successives.

SOUDAGE PAR FAISCEAU D’ÉLECTRONS POUR LES ROTORS DE COMPRESSEURS

Ce composant rotatif essentiel exige des soudures de haute intégrité, en nickel 901. La fabrication au moyen d’un soudage par faisceau d’électrons permet de réaliser des économies en termes de poids, de matériaux et de coûts d’usinage.

SOUDAGE PAR FAISCEAU D’ÉLECTRONS POUR LES AUBES DE STATOR

La fabrication au moyen d’un soudage par faisceau d’électrons pour assembler les nombreuses sections de l’aube permet d’obtenir une soudure à la fois précise et reproductible. Le titane est parfaitement adapté au processus de soudage par faisceau d’électrons, dans la mesure où celui-ci est réalisé sous vide pour éviter l’oxydation.