Mots-clés

Métallurgie, changement de phase, soudage, caractérisation matériaux
 

Contexte / Objectif

Dans différents procédés de fabrication ou d’assemblage (fonderie, traitements thermiques, soudage etc.), les matériaux sont soumis à des sollicitations thermiques importantes, engendrant des modifications microstructurales affectant les propriétés mécaniques. La modélisation de ces procédés implique donc souvent une caractérisation rhéologique et métallurgique des matériaux, précise et basée sur des résultats expérimentaux. L’objectif de cette étude consiste à décrire l’évolution des différentes phases métallurgiques sous sollicitation thermique de type « soudage impulsionnel », dans le but de prédire dans un second temps l’état de contrainte et déformation résiduel après refroidissement.

Réalisations de SIMTEC / Résultats

Un modèle simplifié est réalisé pour caractériser l’évolution temporelle des différentes phases métallurgiques sous sollicitation thermique. Il permet de déterminer de façon rapide les coefficients de la loi d’évolution régissant l’évolution de chaque phase (calibrés via les résultats de [ROBERT07]) :

Après calibration des lois de comportement sur une sollicitation thermique ponctuel, un cas tridimensionnel est traité. L’évolution de la phase martensitique () apparaissant lors du refroidissement, est illustrée ci-dessous sur 6 impacts laser, avec en noir l’isotherme de fusion et en blanc l’iso-niveau  :

Le client dispose désormais d’un modèle caractérisé via l’expérience, capable de retracer l’histoire métallurgique du matériau sollicité et décrivant la formation des zones fondues et affectées thermiquement.
 

Références

[ROBERT07] Simulation numérique du soudage du TA6V par laser YAG impulsionnel : caractérisation expérimentale et modélisation des aspects thermomécanique associées à ce procédé, Yannick Robert, Thèse, Ecole des mines de Paris, 2007