I.6.2 Phénomènes dus à
l'élévation de température (Cycles thermiques)
L'apport localisé et, souvent, brutal de chaleur qui
est mis en oeuvre pour réaliser une soudure crée un champ
thermique dont on peut apprécier simplement les effets en enregistrant
les évolutions de la température en fonction du temps comme le
montre la figure I.6.
On voit déjà que le métal est soumis
à :
? un chauffage très rapide jusqu'à une
température maximale (Tm) variant, suivant la distance entre le
point considéré et la zone fondue, depuis la température
initiale du métal (au plus loin du métal fondu) jusqu'à la
température de début de fusion de celui-ci (au plus près
du métal fondu) ;
Chapitre I Recherches bibliographique.
? un refroidissement généralement rapide qui
succède immédiatement à l'arrêt du chauffage.
?
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Figure I.6 : Schéma des enregistrements
des cycles thermiques de soudage [2].
Une description spatiale de l'état thermique à
un instant donné au cours de l'exécution d'une soudure est
apportée par le solide thermique tel que l'ont initialement
décrit Portevin et Seferian [14]. C'est une
représentation de l'état des différentes isothermes dans
le métal de base et dans le métal fondu à l'instant
où la source de chaleur passe au droit de l'origine des
coordonnées ; la figure I.7 en donne des coupes
simplifiées. Au cours du soudage en régime établi, ce
solide thermique reste identique à lui-même et l'évolution
thermique de l'ensemble des métaux de base et du métal fondu est
décrite par sa translation, à la vitesse de soudage, selon la
direction de soudage.
Chapitre I Recherches bibliographique.
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Figure I.7 - Schémas de
différentes coupes du solide thermique [2].
I.6.3 Estimation des contraintes résiduelles
Les procédés de soudage induisent des
modifications de microstructure et des contraintes et déformations
résiduelles qu'il est autant difficile qu'important de
maîtriser.
Des contraintes résiduelles élevées
combinées à la présence de phases dures peuvent conduire,
en effet, à la fragilisation du joint ou encore, les distorsions
induites par une soudure peuvent induire des défauts d'alignement des
pièces rendant impossible la réalisation d'une séquence de
soudage.
Le calcul des contraintes est possible soit par des
méthodes analytiques, soit par des méthodes numériques.
Toutefois dans la plus part des cas, le bridage des pièces
assemblées par le reste de la construction ou par les montages de
soudage rend ce calcul difficile.
Chapitre I Recherches bibliographique.
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