ISO 18785-1:2018
(Main)Friction stir spot welding — Aluminium — Part 1: Vocabulary
Friction stir spot welding — Aluminium — Part 1: Vocabulary
This document defines friction stir spot welding (FSSW) process terms and definitions. In this document, the term "aluminium" refers to aluminium and its alloys.
Soudage par friction-malaxage par points — Aluminium — Partie 1: Vocabulaire
Le présent document définit les termes et définitions relatifs au procédé de soudage par friction-malaxage par points. Dans présent document, le terme « aluminium » se rapporte à l'aluminium et ses alliages.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18785-1
First edition
2018-11
Friction stir spot welding —
Aluminium —
Part 1:
Vocabulary
Soudage par friction-malaxage par points — Aluminium —
Partie 1: Vocabulaire
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Description of Refill FSSW . 5
5 Description of Stitch FSSW . 6
6 Description of Swept FSSW . 7
7 Description of Swing FSSW . 8
Bibliography .10
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by the IIW, International Institute of Welding, Commission III, Resistance
welding, solid state welding and allied joining.
Any feedback, question or request for official interpretation related to any aspect of this document
should be directed to IIW via your national standards body. A complete listing of these bodies can be
found at www .iso .org/members .html.
A list of all parts in the ISO 18785 series can be found on the ISO website.
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Introduction
Welding processes are widely used in the fabrication of engineered structures. During the second half
of the twentieth century, fusion welding processes, wherein fusion is obtained by the melting of parent
material and usually a filler metal, dominated the welding of large structures. In 1991, friction stir
welding (FSW), which is carried out entirely in the solid phase (no melting), was invented.
Friction stir spot welding (FSSW) processes are spot-like variants of the FSW process. Unlike FSW, there
is minimal or no traverse motion of the tool. In basic FSSW, the joint is created by plunging a rotating
tool into the work piece and retracting the tool out of the overlapping sheets. Other FSSW variants
include additional tool movements. Frictional heat is generated from the contact between the tool and
the material to be welded resulting in softening of this material. The softened material is stirred to form
a metallurgical connection which is aided by the forge action applied by the tool shoulder contacting
the upper sheet surface.
The increasing use of FSSW has created the need for a FSSW standard in order to ensure that welding
is carried out in the most effective way and that appropriate control is exercised over all aspects of the
operation. The ISO 18785 series focuses on the FSSW of aluminium because, at the time this document
was developed, the majority of commercial applications for FSW involved aluminium. Examples include
railway cars, consumer products, food processing equipment, automotive components, aerospace
structures, and marine vessels.
To be effective, welded structures should be free from serious problems in production and in service. To
achieve that goal, it is necessary to provide controls from the design phase through material selection,
fabrication, and inspection. For example, poor design can create serious and costly difficulties in the
workshop, on site, or in service. Incorrect material selection can result in welding problems such as
cracking. Welding procedures need to be correctly formulated and approved to avoid imperfections. To
ensure the fabrication of a quality product, management needs to understand the sources of potential
trouble and introduce appropriate quality and inspection procedures, and supervision should be
implemented to ensure that the specified quality is achieved.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 18785-1:2018(E)
Friction stir spot welding — Aluminium —
Part 1:
Vocabulary
1 Scope
This document defines friction stir spot welding (FSSW) process terms and definitions.
In this document, the term "aluminium" refers to aluminium and its alloys.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 25239-1, Friction stir welding — Aluminium — Part 1: Vocabulary
ISO/TR 25901-1, Welding and Allied Processes — Vocabulary — Part 1 : General terms
ISO 14732, Welding personnel — Qualification testing of welding operators and weld setters for mechanized
and automatic welding of metallic materials
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 25239-1, ISO/TR 25901-1,
ISO 14732, and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
friction stir spot welding
FSSW
friction stir welding process producing a small aspect ratio, discrete lap weld by frictional heating and
mixing of material in the plastic state caused by the plunge and retraction of a rotating probe (3.2), with
or without traverse movement
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.2
probe
part of the tool extending into the parent material to make the weld
Note 1 to entry: The probe can be either fixed or adjustable.
Note 2 to entry: When a probe is not present, the process is known as “probe-less” FSSW.
a) Rotation b) Plunge c) Retract
Figure 1 — Basic principle of friction stir spot welding
3.3
shoulder
portion of the tool that contacts the parent material surface during welding
3.4
rotation speed
speed of spindle rotation
3.5
rotation direction
direction of spindle rotation
3.6
plunge speed
speed at which the probe (3.2) penetrates the work piece during the plunging phase of FSSW (3.1)
3.7
plunge depth
dist
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18785-1
Première édition
2018-11
Soudage par friction-malaxage par
points — Aluminium —
Partie 1:
Vocabulaire
Friction stir spot welding — Aluminium —
Part 1: Vocabulary
Numéro de référence
©
ISO 2018
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Desription du procédé de soudage par friction-malaxage par points avec complétion .5
5 Description du procédé de soudage par friction-malaxage par points avec translation .7
6 Description du procédé de soudage par friction-malaxage par points en spirale .7
7 Description du procédé de soudage par friction-malaxage par points avec balayage .8
Bibliographie .10
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par l’IIW, l’Institut international de la soudure, Commission III,
Resistance welding, solid state welding and allied joining.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 18785 se trouve sur le site Web de l’ISO.
iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
Introduction
Les procédés de soudage sont largement utilisés dans la fabrication de structures. Au cours de la
ème
deuxième moitié du XX siècle, les procédés de soudage par fusion faisant intervenir la fusion du
métal de base et, généralement, d'un métal d'apport de soudage ont dominé le soudage des structures
de grandes dimensions. En 1991, le soudage par friction-malaxage, qui est entièrement réalisé en phase
solide (sans fusion), a été inventé.
Les procédés de soudage par friction-malaxage par points sont des variantes par points du procédé de
soudage par friction-malaxage. Contrairement au soudage par friction-malaxage, ils ne font intervenir
que peu ou pas de mouvement transversal de l'outil. Dans la variante conventionnelle du procédé de
soudage par friction-malaxage par points, l'assemblage est créé par la pénétration d'un outil rotatif
dans la pièce, suivie du retrait de l’outil des tôles se recouvrant. Les autres variantes du soudage par
friction-malaxage par points comprennent d'autres mouvements de l'outil. La chaleur de friction est
produite par le contact entre l'outil et le métal à souder, qui se ramollit sous l'effet de cette chaleur. Le
métal ainsi ramolli est malaxé de manière à former un assemblage métallurgique, processus qui est
facilité par l'action de forgeage exercée par l'épaulement de l'outil en contact avec la surface supérieure
de la tôle.
L'utilisation croissante du soudage par friction-malaxage par points a rendu nécessaire l'élaboration
d'une norme relative à ce procédé de soudage afin de garantir que le soudage est réalisé de la manière
la plus efficace et que tous les aspects de l'opération font l'objet d'un contrôle approprié. La série
ISO 18785 se focalise sur le soudage par friction-malaxage par points de l'aluminium car, au moment de
l'élaboration du présent document, la majorité des applications commerciales du soudage par friction-
malaxage concernaient cette famille de matériaux, utilisés, par exemple, pour la fabrication de véhicules
ferroviaires, de produits de grande consommation, d'équipements de transformation des aliments, de
composants pour les industries automobile, et aéronautique ou encore pour la construction navale.
Pour être efficaces, il convient que les structures soudées soient exemptes de problèmes sérieux en
production et en service. Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire de prévoir des contrôles depuis
la phase de conception jusqu'au choix des matériaux, à la fabrication et au contrôle. Par exemple,
une mauvaise conception peut induire des difficultés sérieuses et coûteuses en atelier, sur site ou en
service. Un mauvais choix des matériaux peut se traduire par des problèmes de soudage, tels que des
fissurations. Les modes opératoires de soudage doivent être correctement formulés et approuvés pour
éviter les défauts. Pour garantir la fabrication d'un produit de qualité, le personnel d'encadrement doit
évaluer les sources de problèmes potentiels et mettre en place des procédures de qualité et de contrôle
appropriées, et, il convient de mettre en œuvre une surveillance pour s'assurer que la qualité requise a
bien été atteinte.
NORME INTERNATIONALE ISO 18785-1:2018(F)
Soudage par friction-malaxage par points — Aluminium —
Partie 1:
Vocabulaire
1 Domaine d'application
Le présent document définit les termes et définitions relatifs au procédé de soudage par friction-
malaxage par points. Dans présent document, le terme « aluminium » se rapporte à l'aluminium et ses
alliages.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 25239-1, Soudage par friction-malaxage — Aluminium — Partie 1: Vocabulaire
ISO 14732:2013, Personnel en soudage — Épreuve de qualification des opérateurs soudeurs et des régleurs
en soudage pour le soudage mécanisé et le soudage automatique des matériaux métalliques
ISO/TR 25901-1, Soudage et techniques connexes — Vocabulaire — Partie 1: Termes généraux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 25239-1, ISO/TR 25901-1 et
l’ISO 14732 ainsi que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
soudage par friction-malaxage par points
FSSW
procédé de soudage par friction-malaxage produisant une soudure à recouvrement discrète à faible
rapport d'aspect grâce à l’échauffement par friction et au malaxage du métal à l'état plastique engendrés
par la pénétration et le retrait d'un pion rotatif, avec ou sans mouvement transversal
Note 1 à l'article: Voir Figure 1
3.2
pion
partie de l'outil qui pénètre dans le métal de base pour réaliser la soudure
Note 1 à l'article: Le pion peut être fixe ou ajustable.
Note 2 à l'article: En l'absence de pion, on parle de procédé de soudage par friction-malaxage par points «sans pion».
a) Rotation b) Pénétration c) Retrait
Figure 1 — Principe de base du soudage par friction-malaxage par points
3.3
épaulement
portion de l'outil en contact avec la surface du métal de base pendant le soudage
3.4
vitesse de rotation
vitesse de rotation de l’arbre
3.5
sens de rotation
sens de rotation de l’arbre
3.6
vitesse de pénétration
vitesse à laquelle le pion (3.2) pénètre dans la pièce pendant la phase de pénétration du soudage
par friction-malaxage par points (3.1)
3.7
profondeur de pénétration
profondeur à laquelle pénètre le pion (3.2) dans la pièce
3.8
contrôle de l’effort
méthode permettant de maintenir la force requise sur l'outil pendant le soudage
3.9
contrôle du positionnement
méthode permettant de maintenir la position requise de l'outil pendant le soudage
3.10
temps de rotation efficace
intervalle de temps entre le moment où l'outil rotatif atteint sa profondeur maximale dans le
métal de base et le début de son retrait
3.11
trou de sortie
trou subsistant à l'extrémité d'une soudure après le retrait de l'outil
3.12
surface de contact
surface d'une pièce destinée à être mise en contact ou à être placée à proximité immédiate de la surface
d'une autre pièce pour former un assemblage
2 © ISO 2018 – Tous droits réservés
3.13
régleur en soudage
personne qui effectue les réglages sur le matériel de soudage de FSSW (3.1)
Note 1 à l'article: Ne s'applique pas aux opérateurs soudeur (3.14) et/ou personnel effectuant le chargement/
déchargement de l'unité de soudage automatique (3.15).
Note 2 à l'article: Le FSSW est un procédé de soudage automatique où le réglage des variables de soudage n'est
pas possible pendant le court cycle de soudage.
3.14
opérateur soudeur
personne qui fait fonctionner le matériel de soudage de FSSW (3.1)
3.15
soudage automatique
soudage au cours duquel toutes les opérations sont réalisées sans intervention manuelle pendant le
cycle de soudage
3.16
réglage
configuration approuvée de l'unité de soudage et des pièces préalablement au
procédé de soudage et, si nécessaire, modification de la programmation du mode opératoire
3.17
soudage par friction-malaxage par points conventionnel
procédé de soudage par friction-malaxage par points (3.1) dans lequel la soudure résulte de la pénétration
et du retrait d'un pion (3.2) rotatif sans mouvement transversal
Note 1 à l'article: Dans le FSSW conventionnel, l’assemblage est créé par la pénétration d'un outil dans la
pièce et son retrait des tôles se recouvrant (Voir Figure 1).
3.18
soudage par friction-malaxage par points avec complétion
procédé de soudage par friction-malaxage par points conventionnel (3.17) suivi d'une action de
complétion permettant de combler intégralement le trou de sortie (3.11)
Note 1 à l'article: Voir Figure 2 et Figure 3.
3.18.1
outil de soudage par friction-malaxage par points avec complétion
outil composé d'une bague de serrage (3.18.3), d'un épaulement ajustable (3.18.2) capable de se déplacer
de manière axiale et d'un pion (3.2) ajustable
3.18.2
épaulement ajustable
partie de l’outil, placé en position coaxiale par rapport au pion (3.2) ajustable
et capable de tourner et de se déplacer de manière axiale indépendamment du pion ajustable et de la
bague de serrage (3.18.3)
3.18.3
bague de s
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.