Étude expérimentale et numérique du procédé de soudage FSW (Friction Stir Welding). Analyse microstructurale et modélisation thermomécanique des conditions de contact outil/matière transitoires.
Auteur / Autrice : | Amèvi Tongne |
Direction : | Christophe Desrayaud |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences et Génie des Matériaux |
Date : | Soutenance le 03/12/2014 |
Etablissement(s) : | Saint-Etienne, EMSE |
Ecole(s) doctorale(s) : | ED SIS 488 |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : UMR 5307 - Laboratoire Georges Friedel - Centre Science des Matériaux et des Structures |
Jury : | Président / Présidente : Abdellatif Imad |
Examinateurs / Examinatrices : Christophe Desrayaud, Abdellatif Imad, Mohamed Ali Tourabi, Régis Bigot, Mohammad Jahazi, Eric Feulvarch | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Mohamed Ali Tourabi, Régis Bigot |
Résumé
Le soudage FSW (Friction Stir Welding) est un procédé de soudage en phase solide pressenti pour des applications de transport en générale aérospatial et naval. Malgré le nombre considérable d’études qui ont été réalisées depuis son avènement en 1991, le contrôle du procédé n’est pas encore effectif.Ce travail a consisté en une partie expérimentale visant à la génération, par un outil trigone, de joints soudés dont la microstructure a été corrélée à l’écoulement de matière pendant le procédé. La connaissance de cet écoulement de matière a permis dans la deuxième partie d’enrichir le modèle thermofluide développé en périodique pour prédire la microstructure des joints de soudure FSW, notamment les "onion rings". Finalement, l’occurrence des "onion rings" a été corrélée à la vitesse de déformation maximale atteinte par les particules de la zone soudée, prédite par le modèle. Par ailleurs, un travail d’affinement du champ de vitesse en voisinage du pion est réalisé en modélisant l’outil trigone. Ce qui permet en plus de l’interaction (entrainement) outil/matière par frottement, d’intégrer une interaction par obstacle. Cette approche devrait permettre, en perspectives de ce travail, une meilleur description thermomécanique locale et par voie de conséquence microstructurale.