Brevet FR3037267A1 — publié le 20161216

Procédé et outil de soudure par friction malaxage. L'invention concerne un procédé et un outil de soudure par friction malaxage. L'invention est donc du domaine des techniques de soudage par friction entre deux pièces. Pour souder deux pièces mécaniques l'une à l'autre, la technique de soudage par friction malaxage est notamment connue sous l'acronyme « FSW ». Cet acronyme représente l'expression « Friction Stir Welding » en langue anglaise. Selon cette technique de soudage par friction malaxage, les deux pièces mécaniques sont disposées l'une contre l'autre au niveau d'une ligne de soudure. Selon une première variante, les deux pièces mécaniques sont aboutées. Un premier bord d'une première pièce mécanique est alors disposé contre un deuxième bord de la deuxième pièce mécanique. La ligne de soudure se situe alors à l'interface entre le premier bord et le deuxième bord. L'homme du métier désigne par l'expression « soudure bord à bord » le fait de souder l'une à l'autre deux pièces mécaniques aboutées. Selon une deuxième variante, une pièce mécanique recouvre une autre pièce mécanique le long de la ligne soudure. L'homme du métier désigne par l'expression « soudure par recouvrement » le fait de souder deux pièces mécaniques qui se chevauchent. Indépendamment de la variante, la technique de soudage par friction malaxage met en oeuvre un outil de soudure. L'outil de soudure comprend un mandrin rotatif portant un pion de soudage fixe ou rétractable. Eventuellement, le pion de soudage s'étend d'une extrémité fixée au mandrin vers une extrémité libre 3037267 2 éventuellement munie d'un relief agrippant. Ce relief agrippant est par exemple agencé en filet, ou encore résulte d'une section de conformation polygonale de l'extrémité libre du pion de soudage. La soudure par friction malaxage est réalisée en enfonçant verticalement le pion de soudage au sein des pièces mécaniques à assembler au niveau de la ligne de soudure. Un épaulement du mandrin peut reposer alors sur au moins une pièce mécanique. La pénétration du pion de soudage dans les pièces mécaniques met en jeu un effort normal de plusieurs kilo-Newtons. Pour permettre le déplacement vertical du pion de soudage, un outil de soudure peut comporter des organes dédiés. De tels organes peuvent déplacer verticalement le pion de soudage par rapport au mandrin, ou conjointement le pion de soudage et le mandrin. Le pion de soudage est alors mis en rotation par un moyen d'entraînement soit directement soit indirectement par le biais du mandrin Le moyen d'entraiment comporte usuellement un moteur rotatif. De plus, le pion de soudage est déplacé linéairement le long de la ligne de soudure par un opérateur, une machine spéciale ou par un robot. La rotation du pion de soudage combinée à l'effort normal génère une friction qui amène les matériaux des pièces mécaniques vers un état pâteux. Les matériaux des pièces mécaniques sont mélangés les uns aux autres dans cet état pâteux en raison de la rotation du pion de soudage. Après refroidissement, la jointure entre les pièces mécaniques est obtenue par recristallisation dynamique continue de la matière mélangée dans la zone de soudure. 3037267 3 Une des principales contraintes liée à cette technique de soudage par friction malaxage est d'assurer un maintien suffisant des pièces mécaniques à assembler pour éviter tout mouvement de ces pièces mécaniques à assembler lors de l'opération de soudage. Pour maintenir les pièces mécaniques dans une position donnée, un moyen de serrage est utilisé. Un tel moyen de serrage peut comporter des brides plaquant des pièces mécaniques contre une enclume. Cette solution est efficace pour souder deux pièces planes l'une à l'autre. Par contre, cette solution peut s'avérer difficile à mettre en oeuvre avec des pièces mécaniques plus complexes. Un autre moyen de serrage comporte au moins un rouleau porté par l'outil de soudure. Le rouleau est disposé à proximité du pion de soudage pour exercer un effort sur au moins une pièce mécanique à assembler. Un tel rouleau est dénommé « roller » en langue anglaise. Le rouleau peut posséder une ou plusieurs roulettes qui se déplacent linéairement selon la même trajectoire que l'outil de soudure en appliquant un effort normal à la surface à souder. Cet effort normal plaque les pièces mécaniques à souder l'une contre l'autre et/ ou sur un support. Un outil de soudure muni d'un rouleau peut par exemple être utilisé pour effectuer des soudures bord à bord de plaques planes. Pour réaliser une structure tridimensionnelle complexe, des pièces mécaniques peuvent devoir être soudées par recouvrement suivant des lignes de soudure à trois dimensions et sur des formes non développables. La mise en oeuvre d'une technique de soudage par friction malaxage peut alors s'avérer délicate. 3037267 4 En effet, la mise en oeuvre d'une enclume et de brides est difficile, voire impossible avec des pièces mécaniques présentant une structure tridimensionnelle complexe. De même, l'utilisation d'un moyen de serrage à rouleau est délicate. En particulier, la soudure peut devoir être effectuée le long d'une ligne de soudure qui présente des changements de direction. Par exemple, une ligne de soudure peut comprendre une courbe fermée composée de portions rectilignes et de portions courbes. Le suivi d'une telle ligne de soudure avec un outil de soudure par friction malaxage usuel est une opération complexe. En effet, un outil de soudure à rouleau peut parfois uniquement effectuer une soudure sur des portions rectilignes ou sensiblement rectilignes. Pour souder des pièces le long d'une ligne de soudure munie de portions rectilignes et courbes, un opérateur déplace alors l'outil de soudure le long d'une portion rectiligne, puis soulève l'outil pour le déplacer et parcourir une autre portion rectiligne. Le pion de soudage suit ainsi une trajectoire discontinue au sein des pièces à assembler en laissant une empreinte créée par le retrait du pion de soudage à chaque retrait de l'outil. En outre, la soudure de pièces mécaniques de faibles épaisseurs, de l'ordre du millimètre par exemple, peut parfois s'avérer délicate avec un outil de soudure muni d'un moyen de serrage à rouleau. La température des matériaux dans la zone de soudure peut en effet s'avérer difficile à contrôler. Or, la technique de soudage par friction malaxage nécessite une bonne stabilité thermique pour être efficace. Le document US 2009/0250505 présente un outil de soudure pour assembler une peau et une cornière au dessus d'une 3037267 enclume. L'outil de soudure est pourvu d'un corps portant un mandrin équipé d'un pion de soudage. L'outil de soudure comprend un moyen de serrage pour exercer une pression uniforme sur les pièces à assemblées. Ce moyen de serrage inclut deux rouleaux disposés respectivement en amont et en aval d'un pion de soudage. Les termes « amont » et « aval » sont à considérer au regard du sens de déplacement vers l'avant de l'outil de soudure. Chaque rouleau est muni d'un organe supérieur fixé au corps de l'outil de soudure. Un support du rouleau est alors attaché à l'organe supérieur, ce support portant une roulette. Dès lors, la roulette a une forme de cylindre agencé autour d'une rotule sphérique, cette rotule sphérique étant traversée par un arbre solidarisé à deux branches du support. Par ailleurs, l'organe supérieur est muni d'un actionneur à air qui est commandé pour plaquer une ligne d'appui large du cylindre contre une pièce à assembler. Chaque roulette génère alors un appui linéique sur les pièces à assemblées. Le document US 5971247 décrit un outil de soudure muni de deux roulettes disposées latéralement de part et d'autre d'un pion de soudage. Chaque roulette tourne sur elle-même autour d'un arbre relié à un mandrin tournant. De plus, le mandrin entraîne en rotation chaque roulette autour de l'axe de rotation de ce mandrin. Les roulettes sont utilisées pour limiter l'enfoncement du pion de soudage dans les pièces à assembler. Ces roulettes représentent donc des butées basses de l'outil de soudure. 3037267 6 Le document US 2005/0092817 décrit un outil de soudure muni d'un moyen de serrage entourant un pion de soudage. Le moyen de serrage comporte une pluralité de billes agencées circonférentiellement autour du pion de soudage, chaque bille étant portée par un support. Le moyen de serrage comporte en outre un moyen de déplacement pour déplacer en élévation les billes afin de les éloigner ou de les rapprocher des pièces à assembler. Le document US 2002/0027155 présente un outil de soudure comprenant un moyen de serrage. Ce moyen de serrage est pourvu de deux roulettes disposées transversalement de part et d'autre du pion de soudage. Chaque roulette comprend un cylindre à appui linéique. De plus, le moyen de serrage comporte un actionneur hydraulique par roulette pour déplacer chaque roulette en élévation. Le document US 2006/0102689 décrit un outil de soudure pourvu de deux roulettes cylindriques disposées transversalement de part et d'autre d'un pion de soudage. La présente invention a alors pour objet de proposer un procédé et un outil de soudure tendant à permettre le suivi d'une trajectoire complexe tout en optimisant la température de la zone de soudure. Selon l'invention, un outil de soudure est muni d'un pion de soudage pour assembler au moins deux pièces mécaniques par friction malaxage. L'outil de soudure comporte un moyen d'entraînement pour entraîner en rotation le pion de soudage autour d'un axe de rotation, l'outil de soudure ayant un moyen de serrage pour presser les pièces mécaniques l'une contre l'autre, 3037267 7 Par ailleurs, le moyen de serrage comporte un support, le moyen de serrage comportant une unique roulette à appui ponctuel portée par le support en amont du pion de soudage selon un sens de déplacement de l'outil de soudure, la roulette étant mobile par rapport au pion de soudage selon un degré de liberté en rotation autour d'un axe de pivotement parallèle à l'axe de rotation et selon un degré de liberté en translation selon un axe de translation dit « axe de translation vertical », l'axe de translation vertical présentant un angle inférieur à 90 degrés avec l'axe de pivotement, le moyen de serrage comprenant un moyen de pression tendant à déplacer en translation ladite roulette vers une pièce mécanique à assembler. Par exemple l'outil de soudure comporte une tête de soudage munie du pion de soudage et du moyen de serrage. Le pion de soudage peut faire partie d'un ensemble de soudure incluant aussi un mandrin. L'outil de soudure peut de plus comporter un robot ou une machine spéciale pouvant déplacer la tête de soudage le long d'une ligne de soudure à suivre. La cinématique du pion de soudage résulte alors de la programmation des mouvements de la tête de l'outil de soudure. La tête du robot ou de la machine spéciale s'étend en élévation et de haut en bas d'un corps vers le pion de soudage pour pouvoir enfoncer le pion de soudage au sein des pièces à assembler. Par exemple, la tête de soudage comporte un moyen de déplacement usuel pour déplacer en élévation le pion de soudage. Un tel moyen de déplacement peut déplacer en élévation un pion de soudage par rapport à un mandrin, et / ou peut déplacer en élévation un pion de soudage conjointement avec un mandrin. 3037267 8 En outre, la tête de soudage comporte un moyen d'entraînement usuel pour engendrer la rotation du pion de soudage. Par exemple, le moyen d'entraînement comporte un moteur rotatif. Un tel moyen d'entraînement peut déplacer en rotation un pion de soudage par rapport à un mandrin, et / ou peut déplacer en élévation un pion de soudage conjointement avec un mandrin. Ainsi, la tête de soudage met en rotation le pion de soudage et enfonce ce pion de soudage dans les pièces à assembler. Le robot ou la machine spéciale déplace alors la tête de soudage pour déplacer le pion de soudage le long de la ligne de soudure à suivre. Par ailleurs, l'outil de soudure comporte un moyen de serrage qui est pourvu d'une unique roulette faisant office de bride. Ce moyen de serrage a pour fonction d'exercer un effort sur au moins une pièce mécanique à assembler pour plaquer ces pièces mécaniques. L'unique roulette est agencée en amont du pion de soudage. Le terme en amont signifie que la roulette se déplace sur la ligne de soudure devant le pion de soudage, la roulette atteignant chaque point particulier de la ligne de soudage avant le pion de soudage. La roulette n'est donc pas agencée transversalement par rapport au pion de soudage, et ne tourne pas avec le pion de soudage autour de l'axe de rotation. Cette roulette est au contraire indépendante du pion de soudage. La roulette est portée par un support. Ce support est immobile par rapport au pion de soudage en étant par exemple 3037267 9 solidaire du corps portant le pion de soudage, voire en faisant partie d'un carter du corps. La roulette est pressée contre les pièces à assembler par un moyen de pression du moyen de serrage. Ce moyen de pression est alors indépendant du moyen de déplacement qui enfonce le pion de soudage dans les pièces à assembler. La roulette exerce ainsi un effort de compression normal aux pièces à assembler directement sur la ligne de soudure. Cette roulette a au moins deux degrés de liberté. Ainsi, la roulette a un degré de liberté en rotation autour d'un axe de pivotement pour permettre à la tête de l'outil de soudure de suivre une trajectoire courbe et non pas uniquement rectiligne. De plus, la roulette a un degré de liberté en translation pour pouvoir être déplacée le long de creux et de bosses en étant poussée par le moyen de pression ou en comprimant le moyen de pression. Dès lors, ces deux degrés de liberté permettent à la roulette de remplir sa fonction en suivant une ligne de soudure en trois dimensions, et non pas le long d'une simple droite. Cette configuration permet ainsi d'appliquer un effort de compression sur la ligne de soudure quelle que soit la trajectoire suivie, avec une compacité d'outil réduite. La roulette peut de plus comporter un degré de liberté en rotation sur elle-même, par exemple autour d'un arbre portant cette roulette. En effet, sur les systèmes munis de roulettes, la demanderesse note que chaque roulette tend à dissiper une partie de la chaleur générée lors de la rotation du pion de soudage en 3037267 raison de sa présence à proximité du pion de soudage. Par suite, l'obtention de la température requise pour assembler les pièces mécaniques par friction malaxage peut s'avérer difficile lors de l'assemblage de pièces mécaniques de faibles épaisseurs L'outil de soudure comporte alors un unique moyen de bridage réversible représenté par la roulette pour minimiser la dissipation de chaleur. De plus, la roulette présente un point d'appui ponctuel, et non pas linéique par exemple. Cette caractéristique participe à la minimisation de la dissipation de chaleur au travers du moyen de serrage. Le contact ponctuel de la roulette en amont du pion de soudage sur une pièce à assembler permet en effet de limiter le pompage thermique du moyen de serrage. Par suite, l'outil de soudure est notamment efficace pour assembler des tôles minces de l'ordre de quelques millimètres par recouvrement, sans autre moyen de bridage. Cet outil de soudure peut cependant aussi être utilisé pour assembler des tôles bord à bord. L'utilisation d'un unique moyen de bridage à appui ponctuel ne parait pas naturelle. Toutefois, le procédé selon l'invention peut prévoir une étape préliminaire pour optimiser le bridage si nécessaire. Cet outil de soudure est suffisamment générique pour pouvoir être adapté afin de souder de multiples types de pièces. En particulier, le dimensionnement des pièces élémentaires de l'outil de soudure et la pression exercée par la roulette peuvent être adaptés en fonction du besoin. En outre, l'outil de soudure et notamment la tête de soudage peuvent être relativement compacts. 3037267 11 L'outil de soudure peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui suivent. Le support comporte par exemple un guide immobile par rapport au pion de soudage et un coulisseau coulissant par rapport au guide selon une direction de coulissement parallèle à l'axe de translation vertical, le coulisseau portant la roulette. L'expression « direction de coulissement parallèle à l'axe de translation vertical » signifie que la direction de coulissement peut être confondue avec l'axe de translation vertical ou décalée par rapport à l'axe de translation vertical. Le guide peut être fixé directement à un carter d'un corps, ou encore indirectement par au moins un organe mécanique intermédiaire. Eventuellement, le guide peut être une partie intégrante d'un tel carter. Ce guide est donc immobile par rapport au pion de soudage porté par le corps. Le guide ne se déplace pas par rapport au pion de soudage. Par contre, le pion de soudage se déplace au moins en rotation sur lui-même. Par contre, le coulisseau peut se déplacer par rapport au corps. Un déplacement du coulisseau induit alors un déplacement de la roulette par rapport au guide le long de l'axe de translation vertical. Le support présente alors une structure simple pour autoriser la translation de la roulette. En outre, le moyen de pression peut comporter un organe élastique interposé entre le coulisseau et le guide. L'organe élastique exerce un effort tendant à éloigner le coulisseau du guide, et donc à rapprocher vers le bas la roulette 3037267 12 des pièces à assembler. Cet organe élastique peut par exemple comprendre un ressort, ou encore un bloc de matière élastique telle qu'un élastomère ou du caoutchouc. Par ailleurs, l'organe élastique s'étend éventuellement longitudinalement le long de la direction de coulissement dans une cavité interne du coulisseau entre un siège du coulisseau et un siège du guide. Le moyen de serrage est alors compact puisque le moyen de pression est agencé au sein même du support, ce support permettant de plus la translation de haut en bas et de bas en haut de la roulette. Par ailleurs, l'outil de soudure peut comporter un système de précontrainte pour précontraindre le moyen de pression, le système de précontrainte comprenant une vis et un écrou enserrant entre eux un épaulement dit « épaulement mobile » du coulisseau et un épaulement dit « épaulement fixe » du guide, le moyen de serrage atteignant une longueur maximale lorsque l'un des épaulements est en appui contre la vis et l'autre épaulement est en appui contre l'écrou. L'épaulement fixe est toujours en appui contre la vis ou l'écrou. L'expression « en appui » signifie dans le contexte du système de précontrainte qu'un épaulement est en appui direct contre une vis ou un écrou, ou en appui indirect par le biais d'une rondelle ou équivalent par exemple. Un système vis/écrou permet ainsi de régler la longueur maximale du support, et ainsi la position de la roulette dans une 3037267 13 position étendue du support. Ce système vis/écrou permet ainsi de régler l'effort normal exercé par la roulette sur au moins une pièce à assembler au travers d'un appui ponctuel. Lorsque le support est dans sa position étendue, la roulette peut soit rester dans sa position courante soit se déplacer vers le guide en rétractant le support. Par ailleurs, l'outil de soudure peut comporter un pied s'étendant en élévation d'une première extrémité vers une deuxième extrémité, la première extrémité étant articulée au coulisseau par une articulation de pivotement autorisant une rotation du pied autour de l'axe de pivotement, la deuxième extrémité portant la roulette. Le pied et la roulette sont alors conjointement mobiles en rotation autour de l'axe de pivotement. La mise en oeuvre d'un pied rotatif permet d'obtenir un système compact et simple pouvant coopérer avec un système de déplacement en translation de la roulette. L'articulation de pivotement peut comporter un doigt de pivotement du coulisseau, le doigt de pivotement s'étendant selon l'axe de pivotement, ledit doigt de pivotement pénétrant dans un orifice du pied, ladite articulation de pivotement comportant un système de désolidarisation en rotation qui est agencé dans ledit orifice entre le doigt de pivotement et le pied. L'expression « le doigt de pivotement s'étendant selon l'axe de pivotement » signifie qu'un axe d'extension voire de symétrie axiale du doigt de pivotement est confondu avec l'axe de pivotement. Le système de désolidarisation en rotation peut comporter un système à roulement à billes ou à rouleaux, voire un palier par 3037267 14 exemple. Le système de désolidarisation en rotation a pour fonction de conférer uniquement un degré de liberté en rotation au pied par rapport au doigt de pivotement. Par ailleurs, la roulette est mobile en rotation autour d'un arbre dit « arbre horizontal » solidaire de la deuxième extrémité du pied, l'arbre horizontal s'étendant selon un axe dit « axe de roue » qui ne passe par l'axe de pivotement. L'expression « l'arbre horizontal s'étendant selon un axe dit axe de roue » signifie qu'un axe d'extension voire de symétrie axiale de l'arbre horizontal est confondu avec l'axe de roue. Par exemple, une distance de l'ordre de dix millimètres sépare l'axe de roue de l'axe de pivotement pour assurer que la roulette s'oriente bien en suivant la trajectoire programmée. En outre, la roulette peut comporter une enveloppe au moins partiellement sphérique. En particulier, une portion de l'enveloppe de la roulette destinée à être en contact sur les pièces à assembler a une forme sphérique pour garantir un appui ponctuel de la roulette sur une pièce à assembler. De plus, cette forme favorise une rotation latérale de la roulette lorsque l'outil de soudure parcourt une ligne courbe. Par ailleurs, l'axe de translation vertical peut être confondu avec l'axe de pivotement. Néanmoins, l'axe de translation vertical peut présenter un angle non nul, et inférieur à 90 degrés, avec l'axe de pivotement pour rapprocher la roulette dudit pion de soudage. 3037267 La géométrie du système présente un angle aigu entre l'axe du guide et l'axe de pivotement qui permet de réduire la distance entre le point d'appui ponctuel de la roulette et le point de soudure, à savoir le pion de soudage. De plus, cet angle augmente la compacité de la tête de l'outil de soudure et permet à cette tête d'accéder à des zones d'accessibilité limitée. Cet angle peut varier en fonction de la longueur de la tête de l'outil de soudure et de la taille du support du moyen de serrage. Par ailleurs, la roulette peut comporter au moins un capteur à choisir dans une liste comprenant au moins un des capteurs suivants : un capteur de température, un capteur mesurant une information relative à une distance. Au moins un capteur peut par exemple communiquer à un moyen de traitement des informations par une liaison sans fil pour vérifier la qualité de la soudure en cours de réalisation, éventuellement par une mesure de température et/ou de distance parcourue. Un tel moyen de traitement peut comporter un processeur et un écran ou équivalent affichant la valeur des paramètres mesurés. Le terme « capteur » est à interpréter au sens large, ce terme pouvant faire référence à un capteur en tant que tel ou encore à un système de mesure. Outre un outil de soudure, l'invention vise à un système de soudure. Ce système de soudure comporte un dispositif de soudure ponctuel pour réaliser au moins un point de soudure entre deux pièces à assembler, ledit système de soudure comportant un outil de soudure indépendant dudit système de soudure selon l'invention 3037267 16 pour réaliser une soudure par friction malaxage lorsqu'au moins un point de soudure a été réalisé. En raison de la présence d'un unique moyen de bridage ponctuel sur l'outil de soudure, le système de soudure peut comprendre un dispositif de soudure complémentaire. Ce dispositif de soudure est utilisé pour préassembler les pièces à assembler par au moins un point de soudure. Tout dispositif de soudure à même de réaliser un point de soudure peut être utilisé, comme un fer à souder par exemple. Selon une variante, l'outil de soudure selon l'invention est utilisé pour réaliser au moins un point de soudure. L'invention vise aussi un procédé pour assembler au moins deux pièces mécaniques par une technique de soudure par friction malaxage à l'aide d'un outil de soudure muni d'un corps portant un pion de soudage, le pion de soudage étant mobile en rotation par rapport au corps autour d'un axe de rotation. En particulier ce procédé peut être mis en oeuvre avec un outil de soudure ou un système de soudure du type décrit précédemment. Durant une étape d'assemblage, on applique un effort de bridage sur au moins une pièce mécanique à assembler, l'effort de bridage étant appliqué en amont du pion de soudage à l'aide d'une unique roulette à appui ponctuel, et on confère à la roulette un degré de liberté en rotation autour d'un axe de pivotement parallèle à l'axe de rotation et un degré de liberté en translation selon un axe de translation vertical, l'axe de translation vertical présentant un angle inférieur à 90 degrés avec l'axe de pivotement. Eventuellement préalablement à l'étape d'assemblage, on positionne les pièces à assembler l'une par rapport à l'autre en réalisant au moins un point de soudure entre lesdites pièces. 3037267 17 Par ailleurs, l'effort de bridage appliqué par la roulette peut varier lors de l'étape d'assemblage, par exemple en fonction de l'épaisseur des pièces à assembler. L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, un schéma représentant un système de soudure selon l'invention muni d'un dispositif de soudure et un outil de soudure, - la figure 2, une coupe de l'outil de soudure détaillant le moyen se serrage, - la figure 3, un schéma illustrant la roulette d'un moyen de serrage, - la figure 4, un schéma illustrant une étape de préparation mise en oeuvre avec un dispositif de soudure, et - la figure 5 un schéma illustrant une étape d'assemblage par le biais d'une soudure par friction malaxage. Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont affectés d'une seule et même référence. La figure 1 présente un système de soudure 10 selon l'invention. Selon une variante, ce système de soudure 10 comporte un dispositif de soudure 15 apte à réaliser des points de soudure. Un tel dispositif de soudure peut par exemple comporter un fer à souder électrique 16, un poste de soudure à arc, voire un moyen de soudure par friction malaxage. 3037267 18 Par ailleurs, le système de soudure 10 est muni d'un outil de soudure 20 selon l'invention. Le cas échéant, l'outil de soudure 20 est indépendant, à savoir distinct, du dispositif de soudure 15. L'outil de soudure 20 peut comporter un robot 21 déplaçant une tête de soudage 23. Un tel robot prend par exemple la forme d'un bras articulé 22 commandé par un calculateur non représenté. Le calculateur est alors programmé pour que la tête de soudage 23 suive une trajectoire particulière. Tout type de robot peut être envisagé, tel qu'un robot apte à se déplacer en translation selon au moins un axe par exemple. Par ailleurs, le système de soudure 10 peut comprendre une enclume 24 sur laquelle reposent les pièces mécaniques 1, 2 à assembler. Ces pièces mécaniques 1, 2 sont par exemple disposées au moins partiellement l'une au dessus pour être soumises à une soudure par recouvrement. Une soudure bord à bord est néanmoins envisageable. Par exemple, une pièce mécanique supérieure 1 comporte une face supérieure 3 en regard de la tête de soudage 23. Dès lors, la pièce mécanique supérieure 1 comporte une face inférieure 4 qui repose partiellement sur une face supérieure 5 de la pièce mécanique inférieure 2. Enfin, la pièce mécanique inférieure 2 comporte une face inférieure 6 qui repose sur l'enclume 24. Chaque pièce mécanique 1, 2 peut être une tôle mince présentant une épaisseur 7, 8 faible, à savoir d'au plus un millimètre par exemple. Dès lors, la tête de soudage 23 peut comprendre un corps 25 portant un pion de soudage 26. 3037267 19 En particulier, le pion de soudage 26 est porté par un mandrin 27. Le pion de soudage 26 s'étend donc en élévation de haut en bas d'une extrémité fixée au mandrin 27 vers une extrémité libre. Le mandrin 27 est entraîné en rotation autour d'un axe de rotation AX1 par un moyen d'entraînement 28. Par exemple, un moteur rotatif met en rotation le mandrin 27 et le pion de soudage 26. En outre, le corps 25 porte un moyen de déplacement 29 usuel apte à enfoncer le pion de soudage 26 au sein des pièces mécaniques 1, 2. Ce moyen de déplacement 29 déplace alors le pion de soudage 26 en translation le long de l'axe de rotation AX1 pour l'enfoncer au sein de la l'épaisseur 7, 8 des pièces mécaniques 1, 2. Selon une réalisation alternative ou complémentaire, le pion de soudage est mobile en rotation et/ou en élévation par rapport au mandrin. La littérature décrit des têtes de soudage par friction malaxage munies d'un corps principal ayant un pion de soudage, un mandrin, un moyen d'entraînement et un moyen de déplacement. En particulier, le système de soudure comporte une unité de traitement usuelle non décrite pour commander le robot et l'outil de soudure. Par ailleurs, la tête de soudage 23 comporte un moyen de serrage 30 pour presser les pièces mécaniques 1, 2 l'une contre l'autre à proximité du pion de soudage 26. Ce moyen de serrage 30 comporte un support 35 solidaire du pion de soudage au regard du robot 21. Ainsi, un déplacement du 3037267 pion de soudage provoqué par le robot 21 par l'intermédiaire du corps 25 génère un déplacement identique du support 35. Ce support 35 peut comporter un organe solidaire d'un carter 25' du corps 25, voire un organe faisant partie intégrante de ce carter 25' par exemple. Le support 35 porte une unique roulette 50 du moyen de serrage 30. Dès lors, la tête de soudage comprend une unique roulette 50, contrairement à l'enseignement de certains états de la technique. Cette roulette 50 présente au moins deux degrés de liberté au regard d'une portion immobile du support voire du pion de soudage. En effet, la roulette 50 présente un degré de liberté en rotation autour d'un axe de pivotement AX2 parallèle à l'axe de rotation AX1. De plus, la roulette 50 présente un degré de liberté en rotation autour d'un de translation vertical AX3. L'axe de translation vertical AX3 présente un angle inférieur à 90 degrés avec l'axe de pivotement AX2. Selon l'exemple de la figure 1, l'axe de pivotement AX2 et l'axe de translation vertical AX3 sont confondus. Enfin, la roulette 50 présente un degré de liberté en rotation sur elle-même autour d'un axe dit « axe de roue AX5 ». Par ailleurs, l'axe de pivotement AX2 n'est pas confondu avec l'axe de rotation AX1. Au contraire, l'axe de pivotement AX2 est situé en amont de l'axe de rotation AX1 au regard du sens de déplacement 300 de la tête de soudage. 3037267 21 Par suite, la roulette 50 se trouve en amont du pion de soudage 26 au regard du sens de déplacement 300 lorsque le robot 21 déplace la tête de soudage le long d'une ligne de soudure. En outre, le moyen de serrage 30 est pourvu d'un moyen de pression 55 qui tend à déplacer en translation la roulette 50 vers la face supérieure 3 de la pièce mécanique supérieure 1. Dès lors, la roulette 50 exerce un appui ponctuel 400 sur la pièce mécanique supérieure 1, à savoir un appui localisé sur un point et non pas le long d'un segment par exemple. Cet appui ponctuel tend à plaquer la pièce mécanique supérieure 1 contre la pièce mécanique inférieure 2 à proximité du pion de soudage. La roulette 50 représente donc un unique moyen de bridage de l'outil de soudure. La figure 2 explicite le moyen de serrage 30 selon une réalisation de l'invention. Selon cette réalisation, le support 35 comporte un guide 37. Ce guide 37 est immobile au regard du pion de soudage 26, un déplacement du pion de soudage le long d'une ligne de soudure induisant un déplacement similaire du guide 37. Ce guide 37 est par exemple solidaire d'un carter 25' de la tête de soudage. Selon l'exemple de la figure 2, le guide 37 est solidaire d'un organe intermédiaire 36, cet organe intermédiaire étant fixé par des moyens usuels 250 au carter 25'. En outre, le support comporte un coulisseau 38 qui coulisse le long du guide selon une direction de coulissement AX4. Cette direction de coulissement AX4 est parallèle à l'axe de translation vertical AX3. 3037267 22 Selon la variante de la figure 2, la direction de coulissement AX4 n'est pas confondue avec l'axe de translation vertical AX3. A l'inverse, la direction de coulissement AX4 peut être confondue avec l'axe de translation vertical AX3 selon la réalisation de la figure 1 par exemple. En référence à la figure 2, un guide 37 peut prendre la forme d'un fourreau cylindrique creux. Le coulisseau 38 comporte alors un tube coulissant au sein du guide 37, des paliers étant interposés entre le guide 37 et le coulisseau 38. Néanmoins, le coulisseau peut de manière alternative coulisser autour du guide. Indépendamment de la variante, le moyen de pression 55 du moyen de serrage 30 est muni d'un organe élastique 56. Cet organe élastique est interposé entre le coulisseau 38 et le guide 37. Le coulisseau prenant la forme d'un tube creux délimitant une cavité 39, l'organe élastique 56 s'étend par exemple longitudinalement le long de la direction de coulissement AX4 dans la cavité 39 interne du coulisseau 38. Cet organe élastique s'étend alors entre une extrémité appuyée contre un siège 40 du coulisseau 38 et une extrémité appuyée contre un siège 41 du guide. Un tel organe élastique comporte selon la réalisation de la figure 2 un ressort 57 présentant une raideur prédéterminée. Par ailleurs, le moyen de serrage comporte un système de précontrainte 60 pour précontraindre le moyen de pression 55. 3037267 23 Ce système de précontrainte 60 est muni d'un épaulement dit « épaulement mobile 63 » du coulisseau 38 et un épaulement dit « épaulement fixe 64 » du guide 37. De plus, le système de précontrainte comprend une vis 61 et un écrou 62 vissé à la vis 61. La vis 61 et l'écrou 62 enserrent entre eux l'épaulement mobile 63 et l'épaulement fixe 64. Par exemple, une tête 61' de la vis 61 est en regard de l'épaulement mobile 63 et l'écrou 62 est toujours en appui contre l'épaulement fixe 64 selon la réalisation de la figure 2. L'inverse est aussi possible, la tête 61' de la vis 61 étant en regard de l'épaulement fixe 64 et l'écrou 62 étant toujours en appui contre l'épaulement mobile 63. Quelle que soit la variante, le moyen de serrage 30 est totalement étendu en atteignant une longueur maximale lorsqu'un des épaulements 63 est en appui contre la vis 61 et l'autre épaulement 64 est en appui contre l'écrou 62. En réglant la position de l'écrou 62 sur la vis 61, un opérateur règle d'une part la précontrainte exercée sur le moyen de pression, et d'autre part, la longueur maximale que peut atteindre le moyen de serrage. Par ailleurs, la roulette 50 est portée par le coulisseau pour pouvoir se déplacer en translation le long de l'axe de translation vertical AX3. En effet, une translation du coulisseau par rapport au guide induit alors une translation de la roulette et inversement. Pour que la roulette 50 soit portée par le coulisseau en possédant un degré de liberté en rotation autour de l'axe de pivotement AX1, la roulette peut comporter une bille enfermée partiellement par une cage, la roulette est alors totalement sphérique. 3037267 24 Selon la réalisation de la figure 2, le moyen de serrage comporte toutefois un pied 45 interposé entre le coulisseau 38 et la roulette 50. Ce pied 45 s'étend alors en élévation de haut en bas d'une première extrémité 451 vers une deuxième extrémité 452. La première extrémité 451 est articulée au coulisseau 38 par une articulation de pivotement 49. L'articulation de pivotement 49 autorise une rotation du pied 45 autour de l'axe de pivotement AX2. Par exemple, l'articulation de pivotement 49 comporte un doigt de pivotement 42 du coulisseau 38. Le doigt de pivotement prend la forme d'un cylindre plein prolongeant le siège 40 du coulisseau. Ce cylindre s'étend en élévation le long de l'axe de pivotement AX2. Dès lors, le doigt de pivotement 42 s'étend de haut en bas pour pénétrer dans un orifice 46 du pied 45. De plus, l'articulation de pivotement 49 comporte un système de désolidarisation en rotation 47 qui est agencé dans l'orifice 46 entre le doigt de pivotement 42 et le pied 45. Ce système de désolidarisation en rotation 47 prend par exemple la forme d'un système à roulement à billes ou à rouleaux, voire d'un palier. Dès lors, le pied 45 peut effectuer un mouvement rotatif autour de l'axe de pivotement AX2. Par ailleurs, la deuxième extrémité 452 du pied porte la roulette 50. Cette roulette 50 est donc finalement portée par le coulisseau 38 au travers du pied 45. Le coulisseau 38 confère à la roulette 50 un degré de liberté en translation le long de l'axe de translation vertical AX3. En outre, le pied 45 confère à la roulette 50 un degré de liberté en rotation autour de l'axe de pivotement AX2. 3037267 Par exemple, la roulette 50 comporte un arbre horizontal 48 solidaire de la deuxième extrémité 452 du pied 45. L'enveloppe 51 de la roulette 50 est favorablement mobile en rotation autour de l'arbre horizontal 48. Des moyens de roulement 95 sont alors par exemple interposés entre l'enveloppe 51 de a roulette 50 et l'arbre horizontal 48. Par ailleurs, la roulette 50 peut comporter au moins un capteur 85 permettant de surveiller le procédé en cours. Par exemple, un capteur est à choisir dans une liste comprenant au moins un des capteurs suivants : un capteur de température mesurant une température, un capteur mesurant une information relative à une distance telle qu'une distance parcourue par la roulette. Un tel capteur peut être agencé au sein de l'enveloppe 51 de la roulette, par exemple au niveau de l'arbre horizontal 48. Le capteur communique alors par une liaison filaire ou sans fil avec un moyen de traitement. Favorablement, un axe dit « axe de roue AX5 » de l'arbre 48 est décalé par rapport à l'axe de pivotement AX2 pour favoriser la rotation de la roulette autour de cet axe de pivotement AX2. Un déport 70 sépare alors l'axe de roue AX5 de l'axe de pivotement AX2. En référence à la figure 3, le moyen de pression permet à la roulette 50 d'exercer un effort de bridage 90 normal au niveau d'un point d'appui 400 sur la pièce mécanique supérieure 1. A cet effet, une enveloppe 51 de la roulette est au moins partiellement sphérique. Par ailleurs et en référence à la figure 2, l'axe de translation vertical AX3 peut présenter un angle 80 non nul avec l'axe de 3037267 26 pivotement AX2. Cet angle 80 permet de rapprocher au plus près la roulette 50 du pion de soudage 26. Selon l'exemple de la figure 2, l'angle 80 atteint 25 degrés. Cet outil de soudure permet de mettre en oeuvre, seul ou en combinaison avec un dispositif de soudure, le procédé de soudage selon l'invention. Selon ce procédé de soudage, une étape préliminaire peut être mise en oeuvre. En référence la figure 4, des points de soudure 200 sont réalisés pour souder localement la pièce mécanique supérieure 1 à la pièce mécanique inférieure 2. Ces points de soudure 200 permettent de positionner une pièce mécanique 1 par rapport à une autre pièce mécanique 2. L'étape préliminaire peut être réalisée avec un dispositif de soudure dédié 15, voire avec l'outil de soudure 20. Durant l'étape d'assemblage illustrée sur la figure 5, l'outil de soudure 20 permet d'assembler les pièces mécaniques par friction malaxage le long d'une ligne de soudure 100 complexe. Cette figure 5 représente la roulette 50 et le pion de soudage 26 dans trois positions distinctes et successives. Durant cette étape d'assemblage, la roulette 50 applique un effort de bridage 90 éventuellement variable sur les pièces mécaniques. En particulier, la roulette 50 applique directement un effort de bridage 90 sur la pièce mécanique supérieure, cette pièce mécanique supérieure étant alors plaquée contre la pièce mécanique inférieure dans le cadre d'une soudure par recouvrement. 3037267 27 L'effort de bridage 90 est toujours appliqué en amont du pion de soudage 26 à l'aide de l'unique roulette 50. De plus cet effort de bridage est appliqué ponctuellement. Dès lors, le pompage thermique effectué par le moyen de serrage est minimisé. En outre, selon ce procédé on confère à la roulette 50 un degré de liberté en rotation autour d'un axe de pivotement AX2 parallèle audit axe de rotation AX1 et un degré de liberté en translation selon un axe de translation vertical AX3. Dès lors, la roulette peut suivre une ligne de soudure complexe. Cette faculté est illustrée par les trois positions schématisées de la roulette. Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1. Outil de soudure (20) muni d'un pion de soudage (26) pour assembler au moins deux pièces mécaniques (1, 2) par friction malaxage, ledit outil de soudure (20) comportant un moyen d'entraînement (28) pour entraîner en rotation ledit pion de soudage (26) autour d'un axe de rotation (AX1), ledit outil de soudure (20) ayant un moyen de serrage (30) pour presser lesdites pièces mécaniques (1, 2) l'une contre l'autre, caractérisé en ce que ledit moyen de serrage (30) comporte un support (35), ledit moyen de serrage (30) comportant une unique roulette à appui ponctuel portée par ledit support (35) en amont dudit pion de soudage (26) selon un sens de déplacement (300) de l'outil de soudure (20), ladite roulette (50) étant mobile par rapport au pion de soudage (26) selon un degré de liberté en rotation autour d'un axe de pivotement (AX2) parallèle audit axe de rotation (AX1) et selon un degré de liberté en translation selon un axe de translation vertical (AX3), ledit axe de translation vertical (AX3) présentant un angle inférieur à 90 degrés avec ledit axe de pivotement (AX2), ledit moyen de serrage (30) comprenant un moyen de pression (55) tendant à déplacer en translation ladite roulette (50) vers une pièce mécanique (1) à assembler. 2. Outil de soudure selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (35) comporte un guide (37) immobile par rapport au pion de soudage (26) et un coulisseau (38) coulissant par rapport au guide (37) selon une direction de coulissement (AX4) parallèle à l'axe de translation vertical (AX3), ledit coulisseau (38) portant ladite roulette (50). 3. Outil de soudure selon la revendication 2, 3037267 29 caractérisé en ce que ledit moyen de pression (55) comporte un organe élastique (56) interposé entre le coulisseau (38) et le guide (37). 4. Outil de soudure selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe élastique (56) s'étend longitudinalement le long de ladite direction de coulissement (AX4) dans une cavité (39) interne du coulisseau (38) entre un siège (40) du coulisseau (38) et un siège (41) du guide. 5. Outil de soudure selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'outil de soudure (20) comporte un système de précontrainte (60) pour précontraindre ledit moyen de pression (55), ledit système de précontrainte (60) comprenant une vis (61) et un écrou (62) enserrant entre eux un épaulement dit « épaulement mobile (63) » du coulisseau (38) et un épaulement dit « épaulement fixe (64) » du guide (37), ledit moyen de serrage (30) atteignant un longueur maximale lorsque l'un desdits épaulements (63) est en appui contre la vis (61) et l'autre épaulement (64) est en appui contre l'écrou (62). 6. Outil de soudure selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit outil de soudure (20) comporte un pied (45) s'étendant en élévation d'une première extrémité (451) vers une deuxième extrémité (452), la première extrémité (451) étant articulée au coulisseau (38) par une articulation de pivotement (49) autorisant une rotation du pied (45) autour de l'axe de pivotement (AX2), la deuxième extrémité (452) portant ladite roulette (50). 7. Outil de soudure selon la revendication 6, 3037267 30 caractérisé en ce que ladite articulation de pivotement (49) comporte un doigt de pivotement (42) du coulisseau (38), le doigt de pivotement (42) s'étendant selon ledit axe de pivotement (AX2), ledit doigt de pivotement (42) pénétrant dans un orifice (46) du pied (45), ladite articulation de pivotement (49) comportant un système de désolidarisation en rotation (47) agencé dans ledit orifice (46) entre le doigt de pivotement (42) et le pied (45). 8. Outil de soudure selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que ladite roulette (50) est mobile en rotation autour d'un arbre dit « arbre horizontal (48) » solidaire de la deuxième extrémité (452) du pied (45), ledit arbre horizontal (48) s'étendant selon un axe dit « axe de roue (AX5) » qui ne passe par ledit axe de pivotement (AX2). 9. Outil de soudure selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite roulette (50) comporte une enveloppe (51) au moins partiellement sphérique. 10. Outil de soudure selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit axe de translation vertical (AX3) présente un angle (80) non nul avec ledit axe de pivotement (AX2) pour rapprocher ladite roulette (50) dudit pion de soudage (26). 11. Outil de soudure selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite roulette (50) comporte au moins un capteur (85) à choisir dans une liste comprenant au moins un des 3037267 31 capteurs suivants : un capteur de température, un capteur mesurant une information relative à une distance. 12. Système de soudure (10), caractérisé en ce que ledit système de soudure (10) comporte un dispositif de soudure ponctuel (15) pour réaliser au moins un point de soudure (200) entre deux pièces mécaniques (1, 2) à assembler, ledit système de soudure comportant un outil de soudure (20) indépendant dudit système de soudure (10), ledit outil de soudure (20) étant selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 pour réaliser une soudure par friction malaxage lorsqu'au moins un point de soudure (200) a été réalisé. 13. Procédé pour assembler au moins deux pièces mécaniques (1, 2) par une technique de soudure par friction malaxage à l'aide d'un outil de soudure (20) muni d'un pion de soudage (26), ledit pion de soudage (26) étant mobile en rotation autour d'un axe de rotation (AX1), caractérisé en ce que, durant une étape d'assemblage, on applique un effort de bridage (90) sur au moins une pièce mécanique (1, 2), ledit effort de bridage (90) étant appliqué en amont dudit pion de soudage (26) à l'aide d'une unique roulette (50) à appui ponctuel, et on confère à ladite roulette (50) un degré de liberté en rotation autour d'un axe de pivotement (AX2) parallèle audit axe de rotation (AX1) et un degré de liberté en translation selon un axe de translation vertical (AX3), ledit axe de translation vertical (AX3) présentant un angle (80) inférieur à 90 degrés avec ledit axe de pivotement (AX2). 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que préalablement à l'étape d'assemblage, on positionne lesdites pièces mécaniques (1, 2) l'une par rapport à 3037267 32 l'autre en réalisant au moins un point de soudure (200) entre lesdites pièces mécaniques (1, 2). 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit effort de bridage est variable.