Analyse numérique des contraintes résiduelles dans les structures assemblées par soudage "cas des pipelines en acier à haut grade"

III.3.3 Déplacements résiduels

La figure III.11 illustre l'état de déplacement U_y de la structure pour les trois passes. On remarque que quel que soit la passe, il existe des zones ayant le même déplacement résiduel. Les résultats déterminés numériquement par la méthode des éléments finis nous montent que la première passe présente le déplacement le plus marqué, relevé au niveau de la ZAT sur la face intérieure de la tubulure.

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Passe1 Passe2

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Chapitre III

	Résultats et discussions

Passe3

Figure III.11 : Contour du déplacement résiduel U_y après chacune des trois passes de la

soudure.

La Figure III.2 illustre la variation des déplacements U_y le long de l'axe axiale xx pour les trois passes de soudage.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

d[m]

Déplacement U[mm]

y

-0,002

-0,003

-0,004

-0,005

-0,006

-0,007

-0,008

-0,009

-0,010

-0,011

-0,012

Uy1 : Passe 1

Uy2 : Passe 2 Uy2 : Passe 3

Figure III.12 : Déplacements résiduels u_y de la face intérieure de la tubulure pour

les trois passes.

Chapitre III Résultats et discussions

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L'effet de gonflement se traduit par un déplacement résiduel dans le sens négatif de l'axe y. On remarque que la première passe présente le déplacement maximale. Pendant la deuxième phase de chauffage, le métal se dilate une deuxième fois, en récompensant le déplacement causé par la première passe.

A partir de l'analyse précédente on tire la conclusion suivante:

Dans le cas du soudage multi passes, chaque passé superpose son cycle thermique à celui de la passe précédente, provoquant ainsi une évolution des structures et des propriétés résultantes. Il en résulte que le cycle le plus sévère est celui de la première passe. Par ailleurs, chaque passe provoque une régénération structurale de métal fondu et du métal de base. Chaque passe joue donc le rôle d'un traitement thermique pour la passe qui la précède.

Théoriquement, on peut aller plus loin dans la minimisation des contraintes résiduelles en augmentant le nombre de passes. On va procéder à une simulation numérique du soudage de cette tubulure en 13 passes (ce qui est actuellement réalisable dans es l'industrie) pour montrer l'effet du nombre de passe sur l'intensité des contraintes résiduelles. Pour une meilleure illustration, on préfère de donner l'état de contraintes et de déplacements pour cinq passes.