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Impulsion magnétique : cours de physique et assemblage sans contact

Charles Foucault

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Impulsion magnétique : cours de physique et assemblage sans contact

Le courant injecté dans la bobine crée un champ magnétique permettant la soudure

© Bmax

Souder, sertir, former, découper, sans toucher les pièces, c’est la magie de l’impulsion magnétique. Si la théorie qui sous-tend cette technologue a été révélée dans les années 60, son entrée dans l’industrie n’est que récente. Notamment grâce à la société toulousaine Bmax, née en mai 2011.

Moment nostalgie. Comprendre la technologie d’impulsion magnétique revient à plonger dans les cours de physique de lycée. Souvenez-vous : un courant délivré dans une bobine, induit un courant circulant dans le sens opposé dans le tube placé à l’intérieur (loi de Lenz). Ces deux courants génèrent des champs magnétiques s’opposant également (loi de Lorentz). La bobine et la pièce externe se repoussent alors, comme deux pôles identiques d’un aimant.

L’entreprise toulousaine Bmax, née en mai 2011, s’appuie sur ces principes physiques pour couper, former, sertir et souder des pièces métalliques. Ses générateurs, composés de condensateurs en série, peuvent délivrer plusieurs millions d’ampères (de 0 à 2 millions) en quelques millisecondes (de 4 à 250). Résultat, les champs magnétiques générés sont très puissants (plusieurs dizaines de Tesla) et la pièce à travailler est impactée à une vitesse de 800 à 1 000 mètres par seconde.

La bobine, massive, ne bouge pas. Sans aucun contact une pièce peut ainsi être formée, soudée, sertie, découpée, comme le montre cette animation :
 

                   
 


Retour en classe pour l’explication de ce qu’il se passe entre les deux pièces lors de la soudure, réalisée sans chauffe. Sous l’effet de la force résultant des champs magnétiques opposés, le métal passe à l’état hyperplastique. A l’impact, l’onde de choc se propage à travers la pièce externe (loi de Kelvin-Helmholtz) et sa température s’élève. Au fur et à mesure que la pièce externe rencontre la pièce interne (à une vitesse de 10 millimètres par microseconde), l’air entre les deux est chassé, emportant avec lui impuretés et oxydes. Les surfaces sont alors chimiquement pures, condition nécessaire à la décohésion atomique engendrée par la pression qu’elles subissent et qui permet leur association par liaison atomique. L’absence de chauffe permet l’assemblage de matériaux à points de fusion très différents comme l’aluminium (660°C) et l’acier inoxydable (1 400°C) ou l’aluminium et le cuivre (1 080°C).

Interro demain, 8h !

Charles Foucault

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