III.4.3. Courbes de contraintes résiduelles
Pour une meilleure illustration de l'état de
contraintes résiduelles, on trace la répartition de ces
dernières sur une droite horizontale passant par le point correspondant
à la valeur maximale pour les passes sélectionnées. Les
contraintes longitudinales et circonférentielles sont
représentées sur le même graphe. Les figures III.18,
III.19. III.20, III.21 et III.22 montrent respectivement la distribution des
contraintes résiduelles longitudinales et circonférentielle pour
les cinq passes 1, 2, 3, 10 et 13.
On remarque que l'allure donnant la répartition des
contraintes résiduelles longitudinales est semblable à celle des
contraintes circonférentielles. Cette allure conserve sa forme tout en
passant d'une passe à l'autre. Notons également que la
première passe présente les valeurs des contraintes les plus
élevées.
Comme le cas du soudage mono passe ou à 3 passe, la
tubulure se trouve en compression où la ZAT est sous de fortes
concentrations de contraintes.
82
Chapitre III Résultats et discussions
On peut conclure donc que la multiplication de nombre de passe
n'a aucune influence sur la nature de sollicitation (compression
concentrée sur la ZAT), mais elle favorise la minimisation des
contraintes résiduelles.
d [m]
0
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 xx
?xx ?zz
contraintes résiduelles [MPa]
-100
-120
-140
-20
-40
-60
-80
Figure III. 18 : Variation des contraintes
résiduelles le long de l'axe x après la première
passe.
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
contraintes résiduelles [MPa]
10
-80
d [m]
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 xx
?xx ?zz
Figure III. 19 : Variation des contraintes
résiduelles le long de l'axe x après la
deuxième
passe.
Chapitre III Résultats et discussions
0
-5
-10
-15
-20
-25
contraintes résiduelles [MPa]
-30
d [m]
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 xx
Sxx Szz
83
Figure III. 20 : Variation des contraintes
résiduelles le long de l'axe x après la
troisième
passe.
0
d [m]
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 xx
?xx ?zz
-5
-10
-15
-20
contraintes résiduelles [MPa]
-25
Figure III. 21 : Variation des contraintes
résiduelles le long de l'axe x après la dixième
passe.
Chapitre III
Résultats et discussions
d [m]
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 xx
-3,5
-4,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0
-1,5
-2,0
-2,5
-3,0
contrainte résiduelle [MPa]
?xx
?zz
84
Figure III. 22 : Variation des contraintes
résiduelles sur la partie extérieure de la
tubulure
après la dernière passe.
La figure III.23 donne l'état de déplacements
résiduels de la face intérieure du cylindre après chaque
passe de soudage. On remarque que la tubulure présente un grand
déplacement au niveau du cordon de soudure, qui est du essentiellement
à la déformation plastique de cette zone portée à
haute température. La première passe présente une
déformation importante dont le déplacement est de -3.3
Pm au niveau de
l'origine.
85
Chapitre III
-500,0n
-1,0
d [m]
Passe1 Passe2 Passe3 Passe4 Passe56 Passe7 Passe89 Passe10
Passe1112 Passe13
0,0
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 xx
-2,5
-3,0
-3,5
-4,0
-1,5
Uy [?m]
-2,0
Figure III.23 : Variation de
déplacements résiduels de la face intérieure après
chaque
passe de soudage.
Pour une meilleure illustration de l'effet de nombre de passes
sur le comportement de la tubulure, on trace dans ce qui suit
l'évolution des contraintes d'un point dans le bain fondue en fonction
du temps. Les figures III.24 et III.25 montrent respectivement la variation des
contraintes internes longitudinales et circonférentielles du point
zéro (origine) en fonction du temps. On note que les contraintes
résiduelles de compression sont maximales pour la première passe
puis elles diminuent avec l'augmentation du nombre de passe. Dans l'intervalle
de temps 0.5 h et 0.3 h les contraintes sont opposées à celles de
la surface supérieure puis elles tendent vers une valeur nulle vers la
fin de l'opération de soudage. Par conséquent, le cylindre est
soumis à des cycles de fatigue thermique, conduisant ainsi au
phénomène de faïençage et à l'apparition de la
corrosion sous contraintes. Ces défauts peuvent être
atténués davantage si on arrive à minimiser l'amplitude
des contraintes instantanées, en particulier celles de la
première passe. Le soudage avec un nombre élevé de passes
peut résoudre ce problème, en faite dans l'industrie atomique les
canalisations du réseau de refroidissement dans les centrales
nucléaires sont soudées avec une centaine de passes.
86
Chapitre III
t [heure]
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
-5
-10
-15
-20
-25
10
5
?xx [MPa]
0
Figure III.24 : Variation des contraintes
résiduelles longitudinales de l'origine (0,0)
en fonction du
temps.
?zz[MPa]
10
5
t [h]
0
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
-5 -10 -15 -20 -25
Figure III.25: Variation des contraintes
circonférentielles de l'origine (0,0) en fonction
du temps.
CONCLUSIONS
87
Conclusion générale
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