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1 - L’AMÉLIORATION DES PROPRIÉTÉS DE SOUDAGE EN MILIEU HUMIDE

2 - CONCLUSION

3 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : N4230 v1

Glossaire
Soudage du bois par friction - Amélioration des propriétés de soudage en milieu humide

Auteur(s) : Siham AMIROU, Antonio PIZZI

Relu et validé le 10 mars 2021

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RÉSUMÉ

Cet article porte sur l’étude de l’amélioration de la résistance de soudage de deux pièces par la technique de liaison laminaire : le soudage du bois. La connexion entre les pièces de bois se forme en quelques secondes. Aucun additif n’est utilisé pour créer la liaison. D’anciennes études ont montré que l’utilisation du bois soudé est limitée à l'usage intérieur en raison de sa faible résistance à l'eau. Il y a donc un intérêt à surmonter cette limitation par modification des paramètres de soudage à savoir la fréquence de vibration, le temps de soudage et l’effet de la formation d’entures naturelles ou par utilisation de produits à caractère écologique tels que la colophane et l’acide citrique.

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ABSTRACT

Friction Welding of Wood. Improved Wet Welding Properties

This article deals with the improvement in the resistance of the 2-piece welding plane by the laminar bonding technique: the welding of wood. The bond between the wooden parts is formed in a few seconds. No additives are used to create the bond. Older studies found that the use of welded wood was limited to indoor use because of its low water resistance. There is thus an interest in overcoming this limitation, either by modifying the welding parameters, namely the vibration frequency, the welding time and the effect of the formation of natural splices, or by using ecological products such as rosin and citric acid.

Auteur(s)

  • Siham AMIROU : Ingénieure recherche - Laboratoire d’études et de recherche sur le matériau bois (LERMAB) - Université de Lorraine, Épinal, France

  • Antonio PIZZI : Professeur - Laboratoire d’études et de recherche sur le matériau bois (LERMAB) - Université de Lorraine, Épinal, France

INTRODUCTION

Le soudage par friction linéaire est une technique largement employée pour assembler les métaux et les matières plastiques dans l’industrie, et qui, récemment, a été utilisée pour assembler le bois sans aucun adhésif.

En frottant deux morceaux de bois l’un contre l’autre, la lignine, une molécule qui est un composant principal du bois, chauffe et se liquéfie. Une fois refroidie et solidifiée, elle maintient les deux morceaux ensemble avec l’aide des fibres entremêlées sans l’utilisation de colle.

Cette technique requiert un temps de soudage court, sans préparation spéciale de surface et sans utilisation de substances adhésives. Elle semble être une alternative particulièrement rentable au collage de bois, car elle permet de réduire le temps de production et d’économiser de grosses quantités de colle. Le soudage du bois a prouvé son efficacité pour le bois de résineux, et de feuillus, ainsi que pour le bambou.

Il existe deux principaux types d’assemblage :

  • l’ assemblage plan qui est obtenu par une friction linéaire réalisée avec une machine de soudage par friction. Cela permet d’assembler des pièces échantillons d’une même essence ou de plusieurs essences, selon différentes orientations du fil du bois. Il est ainsi possible d’envisager la réalisation de produits standardisés en bois massif reconstitué à l’échelle de laboratoire ;

  • l’ assemblage de chevilles de bois dans un support massif s’obtient par friction circulaire à l’aide d’une perceuse classique et permet d’envisager des applications dans l’industrie de l’ameublement, ainsi que pour le grand public.

Jusqu’à présent les études ont montré que l’utilisation du bois soudé est limitée à l’usage intérieur en raison de sa faible résistance à l’humidité. Les échantillons soudés sont adaptés uniquement pour des applications de qualité « intérieure » comme les meubles, malgré leur bonne résistance structurale à sec. L’objectif de cette article est de présenter les améliorations obtenues de la résistance à l’humidité des pièces soudées via différentes méthodes, à savoir physico-mécanique par modification des paramètres de soudage et formation d’enture naturelle en cours de soudage, et chimique en utilisant des produits naturelles afin d’augmenter l’imperméabilisation de bois.

Cette technique de soudage est séduisante notamment par différents aspects :

  • techniques : la rapidité de réalisation et l’alignement précis des pièces ;

  • économiques : pas de stockage et d’utilisation de substances adhésives ;

  • environnementaux : utilisation uniquement des matériaux renouvelables à savoir le bois et les additifs naturelles.

Le produit final alors obtenu est entièrement recyclable.

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KEYWORDS

wood welding   |   water resistance   |   rosin   |   finger-joints   |   citric acid

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-n4230


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3. Glossaire

13C-RMN CP-MAS  ; CP/MAS 13C-NMR

La RMN du carbone 13 haute résolution dans les solides (rotation à angle magique et polarisation croisée CP/MAS) est une Technique spectroscopique permettant de déterminer des informations structurales par l’interprétation du comportement de l’aimantation nucléaire (moment magnétique du noyau) en présence d’un champ magnétique statique intense B 0 (quelques teslas) et après irradiation par un champ magnétique radiofréquence.

Microscopie électronique à balayage (MEB) ; Scanning Electron Microscopy (SEM)

Technique de microscopie électronique capable de produire des images en haute résolution de la surface d’un échantillon en utilisant le principe des interactions électrons-matière.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MANSOURI (H.R.), OMRANI (P.), PIZZI (A.) -   Improving theWater Resistance of Linear Vibration-WeldedWood Joints.  -  J. Adhesion Sci. Technol. 23, pp. 63-70 (2009).

  • (2) - PIZZI (A.), MANSOURI (H.R.), LEBAN (J.M.), DELMOTTE (L.), PICHELIN (F.) -   Enhancing the Exterior Performance of Wood Joined by Linear and Rotational Welding.  -  J. Adhesion Sci. Technol. 25 (19), pp. 2717-2730 (2011).

  • (3) - LEBAN (J.M.), PIZZI (A.), WIELAND (S.), ZANETTI (M.), PROPERZI (M.), PICHELIN (F.) -   X-ray microdensitometry analysis of vibration-welded wood.  -  J. Adhesion Sci. Technol.18, pp. 673-685 (2004).

  • (4) - KUSUMAH (S.S.), UMEMURA (K.), OSHIOKA (K.Y.), MIYAFUJI (H.), KANAJAMA (K.) -   Utilisation of sweet sorghum bagasse and citric acid for manufacturing particleboard I : effects of predrying treatment and citric acid content on the board properties.  -  Ind corps prod, 84, pp. 34-42 (2016).

  • (5) - AMIROU (S.), PIZZI (A.), DELMOTTE (L.) -   Citric acid as waterproofing additive in butt joints linear wood welding.  -  Eur J Wood Wood Prod....

NORMES

  • Bois lamelle-colle – Essai de cisaillement par compression - NF EN B51-032 - 1981

  • Structures en bois – Bois lamellé collé et bois massif reconstitué – Exigences - NF EN 14080 - 2013

  • Adhésifs de nature phénolique et aminoplaste, pour structures portantes en bois – Classification et exigences de performance - NF EN 301 - 2013

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