Thèse soutenue

Maîtrise des interfaces hétérogènes lors d'une opération de soudo-brasage : application au couple aluminium - magnésium
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Auteur / Autrice : Cristian Marius Toma
Direction : Eugen CicalaDorin DeheleanPierre Sallamand
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie - physique
Date : Soutenance le 29/10/2012
Etablissement(s) : Dijon en cotutelle avec Universitatea Politehnica (Timisoara, Roumanie)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon)
Jury : Président / Présidente : Dominique Grevey
Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Autric, Cécile Langlade

Résumé

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Les travaux concernent l'étude de l’assemblage dissimilaire d’alliages d'aluminium (Al4043, Al5356) et de magnésium (RZ5, AZ31) par les procédés CMT et laser. La méthode des plans d'expériences statistiques a été mise en oeuvre afin d'analyser les effets des paramètres opératoires de soudage et la nature chimique des substrats et des fils d’apport. Les effets chimiques, thermomécaniques et énergétiques ont été étudiés dans l'objectif de contrôler et de diminuer l’épaisseur de la couche intermétallique formée entre la zone fondue et le métal de base et considérée comme critique pour la fissuration. La microstructure a été caractérisée par microscopie optique, MEB, EDS, rayons X, dureté et nano-indentation.La rupture dans la couche d’interface est liée à la formation de composés intermétalliques (Al3Mg2, Al12Mg17), d'une dureté jusqu’à 350 HV0,025, ainsi qu'à l'épaisseur de la couche et des éléments d'alliage. Le RZ5 a été assemblé avec succès avec le fil d’apport Al4043 par les deux procédés CMT et laser.Suite à l’analyse systématique des résultats, qui montre un meilleur comportement d’Al4043/RZ5 qui contient du zirconium, l'ajout de cet élément dans la zone fondue a permis de montrer une amélioration de la qualité des joints par effet sur la microstructure.Pour l’assemblage laser, une modification des conditions des vitesses de refroidissement par un pompage thermique plus rapide par l’utilisation d’un support de plaques de cuivre a induit une modification des couches d'interface et montre tout l'intérêt de maîtriser les conditions opératoires. Par ailleurs, une vibration ultrasonore des substrats a été testée pour modifier la formation des zones problématiques