CHAPITRE II MODELISATION DU PROCEDE DE SOUDAGE D'UN
TUBE
II.1 INTRODUCTION 42
II.2 MODELISATION DU SOUDAGE SUR UN TUBE (CANALISATION DE
TYPE PIPELINE):
MISE EN DONNEES 42
II.2.1 Introduction 42
II.2.2 Etude bidimensionnelle 43
II.2.2.1 Introduction 43
II.2.2.2 Géométrie 43
II2.2.3 Maillage 46
II.2.3 Calcul des contraintes et des distorsions
résiduelles 48
II.2.3.1 Calcul thermique 50
II.2.3.1.a Hypothèses de calcul 50
II.2.3.1.b Détermination de la source de chaleur
numérique 51
II.2.3.1.c Temps de chauffage et de refroidissement
52
II.2.3.2 Calcul mécaniques 53
II.2.4Propriété de l'acier à haut
grade X100 54
II.2.4.1 Propriétés physiques
54
II.2.4.2 Propriétés mécaniques
57
CHAPITRE III RESULTATS ET DISCUSSIONS
III.1 INTRODUCTION 58
III.2 SOUDAGE MONOPASSE 58
III.2.1 Distribution de la température
58
III.2.2 Contraintes et déplacements
résiduels 60
III.2.2.1 Contours de contraintes et de
déplacements résiduels 60
III.2.2.2 Courbes de contraintes résiduelles
62
III.2.2.3. Déplacements résiduels
66
III.3 SOUDAGE A TROIS PASSES 67
III.3.1 Contours de température 67
III.3.2 Contraintes résiduelles 68
III.3.3 Déplacements résiduels
72
III.4 SOUDAGE DU PIPELINE AVEC 13 PASSES 74
III.4.1 Contours de température 74
III.4.2 Contours de contraintes et déplacements
résiduels 77
III.4.3. Courbes de contraintes résiduelles
81
87
89
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES
A.1 Cycles thermiques de soudage 89
A.1.1 Introduction 89
A.1.2 Paramètres du cycle thermique
90
A.1.3 Détermination du temps de refroidissement
91
A.1.3.1 Expressions mathématiques
91
Notations
? Notations liées à la thermique
T : température [°C]
Ta : température ambiante
[°C]
C : chaleur spécifique [j.Kg-'
k-']
ë, k : conductivité thermique
[W.m-'.k-']
ñ : masse volumique [kg.m-3]
H : enthalpie massique [j.kg-']
h : coefficient d'échange convectif [W/m °C]
? : constante de Stefan-Boltzman
? : émissivité du matériau
Q : énergie thermique [w]
V : Tension de l'arc [V]
I : Intensité de l'arc [A]
ç : coefficient d'efficacité
énergétique du procédé
? Notations liées à la
métallurgie
P : proportion de phase formée après un
temps t
P : proportion de phase formée au bout d'un
temps infini
PA : proportion d'austénite restant à
transformer
M S : température de début de
transformation [°C]
? Notations liées à la
mécanique
ó : tenseur des contraintes
g e : déformation
élastique
gther : déformation thermique
g p : déformation
plastique
|
gvp
|
: déformation viscoplastique
|
Notations
? : Coefficient de dilatation thermique
Tref : température de référence
I : matrice unité
?y, ao, R0 : la limite
élastique du matériau
? VM : Contrainte équivalente de Von Mises
S : tenseur déviateur des
contraintes
t : temps [min]
v : vitesse de soudage [mm/min]
p : périmètre de la tubulure [mm]
E : module de Young [GPa]
õ : coefficient de poisson
p : déformation plastique
équivalente
Qi : paramètre permettant de reproduire l'amplitude de
l'écrouissage [MPa}
Ki : paramètres d'écrouissage
? Géométrie
Ù : domaine physique
n : normale extérieure unitaire
D : diamètre extérieur de la tubulure [mm]
e : épaisseur du cylindre [mm]
l : longueur modélisé du cylindre [mm]
? Abréviations
MIG/MAG (GMAW) : metal inert/active gaz (gaz metal arc
welding)
ZF : zone fondue
ZAT, ZTA, ZAC : zone affectée thermiquement
TTC : diagramme "transformation, temps température"
Notations
TRC : diagramme de transformation en refroidissement continu
? Unités
1 Ksi =1000 Psi = 6,90 MPa 1 Psi= 0,6896 N.cm-2
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