Caractérisation des alliages d'aluminium après refusion in situ : application au soudage

par Thibault Renaux

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Jean-Paul Bricout.

Soutenue en 2005

à Valenciennes .


  • Résumé

    Les domaines d’application du soudage à l’arc électrique sous protection gazeuse des alliages d’aluminium se sont diversifiés en particulier dans le secteur des industries du transport. Les effets des paramètres opératoires restent cependant à parfaire tant leur détermination expérimentale demeure incomplète. Cette étude porte sur le développement d’un protocole expérimental et numérique apte à reproduire les conditions d’élaboration d’un joint soudé. La complémentarité de ces deux aspects permet l’interprétation à l’échelle locale et globale des phénomènes constatés. L’essai, qui s’appuie sur les différents tests à chaud développés au laboratoire, est complété par un dispositif restituant des vitesses de refroidissement comparables à celles observées en soudage. Les caractéristiques mécaniques en traction des alliages étudiés sont déterminées par méthode inverse et implantées au sein de la représentation éléments finis de l’essai. L’objectif des présents travaux est de répondre aux problèmes liés au mode d’élaboration du joint et d’aborder les effets du bridage en cours de refroidissement. Les résultats sont étayés par l’approche numérique. Les influences des paramètres de préparation, du flux protecteur et du préchauffage sont quantifiées en comparaison d’un assemblage obtenu sous conditions normales. Des pièces non préchauffées ou insuffisamment décapées dans les zones à assembler, pénalisent la résistance en traction du joint soudé. La résistance mécanique de l’assemblage est exprimée en fonction des variations de la vitesse de chauffage et du temps de maintien à fusion de l’apport. L’analyse de ces deux facteurs révèle qu’ils ne sont pas déterminants quant à l’optimisation de la tenue du joint soudé. Cette résistance est en effet davantage affectée par le mode de refroidissement de l’assemblage et peut être améliorée par élévation du débit de projection d’argon refroidi. Les effets du bridage sont chiffrés en comparaison des contraintes internes globales des assemblages. Ils participent majoritairement à l’évolution des contraintes internes observées lors du refroidissement

  • Titre traduit

    Characterization of aluminium alloys after in situ remelting : application to welding


  • Résumé

    Aluminium alloys arc welding under gas protection diversified in particular for transport industries applications. The effects of welding parameters could be achieved so much experimental determination remains incomplete. This study deals with the development of an experimental and numerical protocol able to reproduce the processing conditions of the welded joint. The complementarity of these two aspects allows interpretation to local and global scale of the noted phenomena. The test, based on various hot trials developed in the laboratory, is supplemented by a device restoring cooling speeds comparable with those observed in welding. The tensile mechanical characteristics of the studied alloys are determined by reverse method and implemented within the finite elements representation of the test. The objective of present works is to answer to the problems linked on the processing mode of the joint and to approach the clamping effects during cooling. The results are braced by the numerical approach. The influences of the parameters of preparation, protective flow and pre-heating are quantified in glance of an assembly obtained under normal conditions. Not preheated specimens, or not pickled surfaces, penalize the tensile strength of the welded joint. Mechanical strength of the assembly is expressed according to the variations of the heating rate and of the holding period to weld metal melting. The analysis of these two aspects reveals that they aren’t determining as for the optimization of the strength of the welded joint. This strength is indeed more affected by the cooling mode and can be improved by rising the cooled argon flow. Clamping effects are quantified to comparison of the global internal stresses of assemblies. They take part mainly in the evolution of internal stresses observed during cooling

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Informations

  • Détails : 1 vol. (142 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 120-129

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  • Bibliothèque : Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : 900296 TH
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  • Cote : 900297 TH
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