Caractérisation mécanique et microstructurale d’un soudage hétérogène par friction malaxage de tôles en alliage d’aluminium et de magnésium

par Abdelhakim Dorbane

Thèse de doctorat en Mécanique, Énergétique, Sciences des matériaux

Sous la direction de Abdellatif Imad et de Georges Ayoub.

Soutenue le 25-03-2016

à Lille 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille) , en partenariat avec Laboratoire de mécanique de Lille (LML) (laboratoire) .

mots clés

• Fsw
• Soudage par friction-malaxage
• Soudures -- Essais -- Effets de la température -- Rupture
• Aluminium -- Alliages -- Propriétés mécaniques
• Magnésium -- Alliages -- Propriétés mécaniques
• Composés intermétalliques
• Métallographie

Résumé

La présente étude s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche portant sur le soudage par friction malaxage (Friction Stir Welding, FSW) d’une configuration bimétallique d’un alliage d’Aluminium 6061-T6 (Al) et d’un alliage de Magnésium AZ31B (Mg). Le but de cette investigation est d’optimiser les paramètres de soudage FSW pour l’amélioration des propriétés mécaniques des structures soudées. Le travail préliminaire a ciblé la détermination des propriétés microstructurales et mécaniques des deux matériaux de base utilisés. A ce niveau, l’influence de la température et de la vitesse de déformation a été analysée via des essais de traction monotone. Une étude paramétrique a permis un couplage entre le procédé de soudage FSW et la qualité des joints soudés en termes de microstructure et de propriétés mécaniques. Ainsi, les La morphologie des joints soudés a été mise en évidence en vue de mieux comprendre le flux de matière lors du procédé FSW d’un multi matériau. De plus, des observations fines microstructurales ont permis de mettre en évidence les évolutions de la taille des grains, de la micro dureté et de la texture des différentes zones définissant un joint soudé. Une analyse micrographique des faciès de rupture, réalisée à l’aide d’un microscope électronique à balayage (MEB), a contribué à mieux cerner les mécanismes d’endommagement.

Titre traduit

Mechanical and Microstructural Characterization of a Dissimilar Friction Stirred Welded Aluminum-to-Magnesium Alloy Sheets

Résumé

This study is part of a research project initiated by Texas A&M University in Qatar and the American University of Beirut on characterizing the mechanical and microstructural properties of friction sit welded bimetallic joints. The current researched work focused on two of the materials proposed in the initial project, namely, the 6061-T6 aluminum alloy (Al) and an AZ31B magnesium alloy (Mg). Therefore, the purpose of this investigation is to optimize the friction stir welding parameters of similar and dissimilar materials in the aim to improve the mechanical properties of welded structures. The preliminary work focused on the investigation of the microstructural and mechanical properties of the two studied base materials. In what followed, the properties of the welded parts were studied by analyzing the influence of the temperature and the strain rate via monotonous tensile tests and by analyzing the microstructural and textural properties.