Utilisation du gallium pour un nouveau procédé d'assemblage de l'aluminium – GALLUMINIUM

Le principal objectif du projet GALLUMINIUM est d'évaluer scientifiquement et technologiquement un nouveau procédé d'assemblage de l'aluminium appelé brasage-diffusion au gallium. - Ce projet associe un fabricant de composants pour l'aéronautique, un laboratoire de Génie des Procédés et des Matériaux et un fabricant de supercondensateurs. - - Le brasage de l'aluminium est aujourd'hui une opération délicate et coûteuse. Elle requiert des fours sous vide poussé ou à atmosphère contrôlée, ou alors l'utilisation de flux corrosifs à base de fluorures : ces servitudes n'évitent pas pour autant une préparation de surface très soignée et un contrôle précis de la température. Ces contraintes techniques et économiques pèsent sur un certain nombre de secteurs industriels comme celui, par exemple, de la fabrication des échangeurs thermiques. Ce domaine nécessite l'assemblage de tôles minces en alliage légers, avec des accostages précis et un passage long au four de brasage. - - La soudure de l'aluminium est également une opération qui peut s'avérer complexe et onéreuse lorsque l'environnement de la zone à souder ne doit pas être soumis à des températures excessives ou lorsqu'une seule des deux pièces à souder est accessible. Aux procédés classiques TIG, MIG ou par résistance, générant trop de chaleur ou nécessitant un double accès, sont généralement préférées les soudures laser ou par faisceaux d'électrons. C'est par exemple le cas dans la fabrication des supercondensateurs. Ces types de soudure imposent des équipements complexes et énergivores ainsi que des formes de pièces très maîtrisées en limitant souvent la zone soudable. - - Le projet Galluminium propose une technologie qui évite les inconvénients énumérés précédemment. Ce nouveau procédé de brasage-diffusion de l'aluminium est caractérisé par : - 1 l'utilisation de gallium en faible quantité (< 1mg.cm-2), - 2 le chauffage des pièces à braser à une température inférieure à 500°C à l'air libre, - 3 l'absence totale de flux décapant, - 4 la rapidité d'exécution du brasage (quelques dizaines de secondes). - - Les premiers assemblages réalisés en pré-études sont mécaniquement résistants (pas de rupture de l'assemblage). Les premiers tests de vieillissement électromécaniques réalisés sur ces assemblages sont également prometteurs (pas de rupture prématurée de la liaison). Il reste néanmoins à valider la pérennité de ces liaisons sous contraintes multiples et à développer un procédé de réalisation industrialisable. - - Ce projet propose donc une étude matériaux et procédés dont les principaux objectifs sont : - - d'élaborer et de caractériser mécaniquement, thermiquement et électriquement des assemblages réalisés par le procédé GALLUMINIUM et de comparer les performances obtenues avec celles étudiées par simulations, - - de définir un procédé de mise en œuvre innovant et propre transposable à l'échelle industrielle, - - d'étudier la faisabilité technico-économique de l'utilisation industrielle des nouveaux procédés développés. ...