OPTIMISATION DU SOUDAGE BORD-A-BORD PAR FAISCEAU LASER CO#2 DE TOLES D'ALLIAGES AL-MG. ETUDE DE LA MICROSTRUCTURE ET DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES SOUDURES PDF Download
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Author: CECILE.. MAYER
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Languages : fr
Pages : 203
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Book Description
DE PAR LA DENSITE D'ENERGIE QU'IL PEUT FOURNIR, LE LASER OUVRE DE NOUVELLES POSSIBILITES POUR L'ASSEMBLAGE DE MATERIAUX REPUTES PEU SOUDABLES, TELS LES ALLIAGES D'ALUMINIUM. LE PRESENT TRAVAIL EST UNE ETUDE DU SOUDAGE BORD-A-BORD PAR LASER CO#2 DE TOLES D'ALLIAGES 5182 (4.5% MG) ET 5754 (3% MG) EN EPAISSEUR 1.5 MM, SOUS PLUSIEURS ASPECTS: OPTIMISATION DU PROCESS, ETUDE DE LA MICROSTRUCTURE ET DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES SOUDURES. LA MISE EN PLACE D'UNE PROCEDURE EXPERIMENTALE PRENANT EN COMPTE L'ENSEMBLE DES DIFFICULTES INHERENTES AU SOUDAGE DE L'ALUMINIUM RESULTANT DE SES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES NOUS A PERMIS D'OBTENIR DES CORDONS CONTENANT UN MINIMUM DE DEFAUTS (POROSITE OU DEFAUTS GEOMETRIQUES). LES ASSEMBLAGES RESULTANT DE CONDITIONS OPERATOIRES OPTIMISEES ONT DES CARACTERISTIQUES EN TRACTION EQUIVALENTES A CELLES DU METAL DE BASE. CES TOLES SOUDEES PRESENTENT EGALEMENT UNE BONNE APTITUDE A L'EMBOUTISSAGE AINSI QU'UN COMPORTEMENT EN FATIGUE ACCEPTABLE. NOUS AVONS MONTRE QUE LE CORDON EST INTRINSEQUEMENT PLUS RESISTANT QUE LE METAL DE BASE A L'ETAT RECUIT. ON PEUT RELIER CETTE PROPRIETE A LA FINESSE DE LA MICROSTRUCTURE ASSOCIEE AUX SEGREGATIONS INTERDENDRITIQUES, MAIS AUSSI A LA REDISTRIBUTION SPATIALE ET L'AFFINEMENT DES PARTICULES INTERMETALLIQUES DANS LA ZONE FONDUE. LE SUIVI DE L'EMISSION PLASMA A L'AIDE DE PHOTODIODES CONSTITUE UNE OUVERTURE POUR UN DEVELOPPEMENT DU PROCEDE. IL S'EST REVELE UTILE A LA DETECTION DU TYPE D'INTERACTION LASER-MATERIAU (SOUDAGE PAR FORMATION DE CAPILLAIRE OU NON) ET DE CERTAINS DEFAUTS. ON POURRA ALORS ENVISAGER, POUR CE PROCEDE QUI N'EST PAS ENCORE COMPLETEMENT MAITRISE, UN CONTROLE EN TEMPS REEL
Author: CECILE.. MAYER
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Languages : fr
Pages : 203
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DE PAR LA DENSITE D'ENERGIE QU'IL PEUT FOURNIR, LE LASER OUVRE DE NOUVELLES POSSIBILITES POUR L'ASSEMBLAGE DE MATERIAUX REPUTES PEU SOUDABLES, TELS LES ALLIAGES D'ALUMINIUM. LE PRESENT TRAVAIL EST UNE ETUDE DU SOUDAGE BORD-A-BORD PAR LASER CO#2 DE TOLES D'ALLIAGES 5182 (4.5% MG) ET 5754 (3% MG) EN EPAISSEUR 1.5 MM, SOUS PLUSIEURS ASPECTS: OPTIMISATION DU PROCESS, ETUDE DE LA MICROSTRUCTURE ET DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES SOUDURES. LA MISE EN PLACE D'UNE PROCEDURE EXPERIMENTALE PRENANT EN COMPTE L'ENSEMBLE DES DIFFICULTES INHERENTES AU SOUDAGE DE L'ALUMINIUM RESULTANT DE SES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES NOUS A PERMIS D'OBTENIR DES CORDONS CONTENANT UN MINIMUM DE DEFAUTS (POROSITE OU DEFAUTS GEOMETRIQUES). LES ASSEMBLAGES RESULTANT DE CONDITIONS OPERATOIRES OPTIMISEES ONT DES CARACTERISTIQUES EN TRACTION EQUIVALENTES A CELLES DU METAL DE BASE. CES TOLES SOUDEES PRESENTENT EGALEMENT UNE BONNE APTITUDE A L'EMBOUTISSAGE AINSI QU'UN COMPORTEMENT EN FATIGUE ACCEPTABLE. NOUS AVONS MONTRE QUE LE CORDON EST INTRINSEQUEMENT PLUS RESISTANT QUE LE METAL DE BASE A L'ETAT RECUIT. ON PEUT RELIER CETTE PROPRIETE A LA FINESSE DE LA MICROSTRUCTURE ASSOCIEE AUX SEGREGATIONS INTERDENDRITIQUES, MAIS AUSSI A LA REDISTRIBUTION SPATIALE ET L'AFFINEMENT DES PARTICULES INTERMETALLIQUES DANS LA ZONE FONDUE. LE SUIVI DE L'EMISSION PLASMA A L'AIDE DE PHOTODIODES CONSTITUE UNE OUVERTURE POUR UN DEVELOPPEMENT DU PROCEDE. IL S'EST REVELE UTILE A LA DETECTION DU TYPE D'INTERACTION LASER-MATERIAU (SOUDAGE PAR FORMATION DE CAPILLAIRE OU NON) ET DE CERTAINS DEFAUTS. ON POURRA ALORS ENVISAGER, POUR CE PROCEDE QUI N'EST PAS ENCORE COMPLETEMENT MAITRISE, UN CONTROLE EN TEMPS REEL
Author: OLIVIER.. WALLEE
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Languages : fr
Pages : 185
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Book Description
L'OBJET DE CETTE ETUDE EST DE METTRE EN EVIDENCE LES DIFFICULTES INHERENTES AU PROCEDE DE SOUDAGE D'ALLIAGES D'ALUMINIUM PAR FAISCEAU LASER. L'ASSOCIATION D'UN APPORT DE MATIERE SOUS FORME DE FIL AU SOUDAGE PAR FAISCEAU LASER EST UNE SOLUTION A CERTAINS PROBLEMES RENCONTRES. LA COMPREHENSION DE L'INTERACTION LASER / MATIERE ET DES CYCLES THERMIQUES SUBIS PAR LES PIECES SOUDEES PERMET DE DEFINIR LES PROPRIETES METALLURGIQUES DU CORDON DE SOUDURE. L'APPORT DE FIL EST PRINCIPALEMENT UTILISE DANS LE BUT DE LIMITER L'APPARITION DE DEFAUTS. LA PREMIERE PARTIE DE L'ETUDE CONSISTE A RECENSER CEUX-CI. LE POSITIONNEMENT DU FIL EXERCE UNE INFLUENCE SENSIBLE SUR LA QUALITE DES CORDONS REALISES. UN SYSTEME DE VISUALISATION PAR CAMERA CCD A ETE DEVELOPPE AFIN D'ETUDIER CELLE-CI. A L'AIDE D'UN SYSTEME DE CONTROLE DU PROCEDE PAR CAMERA CCD L'OPERATION DE SOUDAGE EST FILMEE. LES IMAGES SONT ENSUITE TRAITEES PAR UN LOGICIEL. LES RESULTATS DE CES ESSAIS MONTRENT QUE LE SYSTEME EST FIABLE ET QU'IL REND COMPTE DE L'APPARITION DE LA PLUPART DES DEFAUTS DE MANIERE REPRODUCTIBLE. L'ALLIAGE 2024 A ETE CHOISI POUR METTRE EN APPLICATION LES SOLUTIONS ENVISAGEES EN RAISON DE SA FAIBLE SOUDABILITE. LE RESULTAT OBTENU REVELE UN CORDON DE SOUDURE DE QUALITE OPTIMALE. SA RESISTANCE MECANIQUE ATTEINT CELLE DU MATERIAU DE BASE. EN CONCLUSION, L'ETUDE DU SOUDAGE DES ALLIAGES D'ALUMINIUM PAR FAISCEAU LASER MIS EN EVIDENCE LES AVANTAGES QUE L'ON PEUT TIRER D'UN APPORT DE MATIERE SOUS FORME DE FIL D'ALLIAGE. CE PROCEDE PERMET DE PALLIER AUX DEFAUTS COURANTS. EN PARALLELE, LA MISE AU POINT D'UN SYSTEME DE CONTROLE DES DEFAUTS PERMET D'APPRECIER EN TEMPS REEL LA QUALITE DES ASSEMBLAGES SOUDES. POUR FINIR, L'EMPLOI DE FIL D'APPORT ET LE TRAITEMENT THERMIQUE DE SOUDURES REALISEES AVEC UN ALLIAGE RECONNU COMME ETANT PEU SOUDABLE ONT ABOUTI A LA REALISATION DE CORDONS SAINS POSSEDANT DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES EGALES A CELLES DU METAL DE BASE.
Author: Alaa Abou Haibeh
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Languages : en
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Book Description
« Ce projet a pour but d'étudier la caractérisation métallurgique et mécanique des soudures laser en continu de l'AISI 304L dans différentes positions de soudage, modes de faisceau laser et paramètres de soudage utilisés afin d'exploiter de manière appropriée les avantages offerts par le procédé, d'établir des modèles permettant de prédire les caractéristiques de la soudure dans le cas de soudage bout à bout et par recouvrement sans avoir recours à un processus d'essais et d'erreurs long et coûteux. Pour obtenir des modèles de prédiction précis et robustes, une approche organisée en trois étapes a été adoptée afin d'obtenir les meilleures performances mécaniques et microstructurelles lors de la réalisation d'un soudage laser continu sur deux plaques AISI 304L d'une épaisseur de 2 mm. Des examens microstructuraux, des tests de microdureté et des tests de traction ont été réalisés afin d'estimer les variations de quatre attributs de la qualité de la soudure (largeur du cordon, profondeur de pénétration, résistance/force de traction ultime et microdureté). Les propriétés mécaniques des soudures ont été décrites en termes de résistance à la traction ultime, de forces de traction ultime et de profils de microdureté. Les effets des paramètres de soudage au laser continu fibre de 3 kW (puissance de soudage, vitesse de soudage, diamètre du foyer, fréquence de soudage et pression du gaz de protection) sur la performance des soudures au laser de l'acier inoxydable AISI 304L ont été étudiés à l'aide de la méthode du plan d'expériences de Taguchi. Les effets des paramètres de soudage considérés et leurs contributions à la variation des différentes caractéristiques de la soudure sont analysés à l'aide de l'ANOVA. Ce projet élargit la méthode traditionnelle d'optimisation des performances mécaniques en déterminant statistiquement les effets principaux pour les paramètres de soudage, les positions de soudage et les motifs du faisceau laser, ce qui permet une analyse plus approfondie dans laquelle les résultats expérimentaux sont statistiquement corrélés aux paramètres variables de la machine utilisée. Trois paramètres de soudage, chacun ayant trois niveaux, ont été utilisés dans la première étape dans la configuration de chevauchement. Les expériences qui mesurent les valeurs de la force de traction ultime des échantillons soudés ont été conçues selon le plan d'expériences de Taguchi et les résultats ont été analysés à l'aide de la méthode ANOVA, la microstructure des échantillons soudés ainsi que la microdureté de la zone de soudure ont été visualisées. Alors que le faisceau laser oscillant a été utilisé dans deux motifs différents (triangulaire et carré) avec trois paramètres de soudage ainsi que trois niveaux pour chacun d'eux dans la deuxième étape dans la configuration bout à bout. La microstructure, la microdureté et les valeurs de résistance à la traction ultime ont été mesurées et analysées pour les échantillons soudés, et il a été constaté que le motif carré a de meilleures propriétés et performances mécaniques que le motif triangulaire, et que les valeurs de résistance à la traction ultime étaient beaucoup plus élevées que celles de la première étape. Enfin, la troisième étape était une étape d'amélioration de la deuxième étape, où le gaz de protection a été ajouté pendant le processus de soudage, en plus d'augmenter la plage de tous les paramètres de soudage à quatre niveaux différents. Cette étape a entraîné une augmentation de la valeur de la contrainte maximale obtenue dans la deuxième étape, et en conséquence de cela, ces étapes sont considérées comme des étapes de développement pour les propriétés mécaniques et la microstructure des plaques AISI 304L soudées par soudage laser continu. -- Mot(s) clé(s) en français : AISI 304L, soudage au laser fibre, microstructure, propriétés mécaniques, faisceau laser oscillant, configuration de chevauchement, configuration en bout, méthode Taguchi, méthode ANOVA. »--
Author: Asma Belhadj
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Languages : fr
Pages : 152
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Book Description
Ce travail s’intéresse à l’étude du soudage par faisceau laser de l’alliage de magnésium de désignation AM60. Il concerne un volet expérimental et un autre numérique. L’étude expérimentale vise l’investigation des conséquences métallurgiques et mécaniques du procédé sur l’alliage utilisé et la validation des résultats numériques du modèle thermique développé. En premier lieu, une étude paramétrique a permis de déterminer les paramètres du soudage par faisceau laser CO2 de plaques en alliage AM60 de 3 mm d’épaisseur. En deuxième lieu, la mise en œuvre d’une chaîne d’acquisition de la température, par des thermocouples implantés à proximité du cordon, a permis l’enregistrement de la température en fonction du temps au cours du soudage. En troisième lieu, l’étude métallographique de l’assemblage, a révélé que la structure à gros grain du métal de base est transformée en une structure dendritique au niveau de la zone fondue. Alors qu’au niveau de la zone affectée thermiquement de faible taille, une diminution de la taille de grain de la phase primaire est remarquée. En dernier lieu, la détermination expérimentale des caractéristiques mécaniques a montré une augmentation de la dureté dans la zone fondue et une diminution de l’allongement maximal pour l’assemblage. Mais par contre les caractéristiques de résistance dans la soudure et dans le métal de base sont semblables. L’étude numérique a pour objectif de prédire l’histoire thermique et l’évolution des caractéristiques mécaniques des tôles soudées par faisceau laser. Nous avons développé, sur un code de calcul par éléments finis Cast3M, deux modèles numériques, tridimensionnels non stationnaires et non linéaires. Le premier a permis de simuler la distribution spatio–temporelle de la température. Dans ce cas, le chargement appliqué est dépendant des paramètres du procédé et des caractéristiques du faisceau laser et il est associé à des conditions aux limites mobiles. Les résultats du modèle thermique développé ont été en accord avec les évolutions de la température mesurée expérimentalement. Le deuxième modèle a permis de déterminer la distribution des contraintes et des déformations résiduelles. Pour le modèle mécanique, nous avons considéré un comportement élasto-plastique avec un chargement thermique transitoire qui est le résultat du modèle thermique. L’analyse transitoire non linéaire a permis de prédire l’évolution des contraintes et des déformations en fonction du temps ainsi que la distribution des contraintes et des déformations résiduelles générées dans les pièces soudées par faisceau laser. La comparaison du profil de contraintes résiduelles simulées avec des résultats bibliographiques a conduit à une validation qualitative de valider qualitativement la réponse du modèle mécanique développé.
Author: Said Ouamer
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Category : Laser welding
Languages : en
Pages : 0
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Book Description
« Le soudage au laser a gagné en popularité et est devenu de plus en plus important pour le soudage de diverses structures en acier. Les progrès récents de la technologie laser ont conduit à la mise au point d'une nouvelle génération de lasers haute puissance capables de souder des sections plus épaisses, alors qu'ils étaient auparavant limités aux feuilles minces. L'objectif de ce projet est d'examiner les effets des paramètres de soudage au laser sur trois types d'acier différents, à savoir l'acier doux A36, l'acier inoxydable 304L et l'acier galvanisé A653, pendant le soudage par faisceau laser. L'étude a consisté à souder des tôles de 1,8 mm d'épaisseur de chaque type d'acier en utilisant trois motifs de faisceau laser oscillant - sinusoïdal, triangulaire et carré - avec deux facteurs de soudage variables, à savoir la puissance de faisceau laser et la vitesse de soudage, et deux facteurs constants, à savoir l'amplitude de l'oscillation et la fréquence de soudage. Pour étudier les effets des paramètres de soudage et des motifs du faisceau laser oscillant sur la performance des soudures, la méthode du plan d'expériences de Taguchi a été utilisée, définissant un plan d'expériences L9. Les propriétés de la microstructure, de la microdureté et de la résistance ultime à la traction ont été mesurées et analysées pour les spécimens soudés en utilisant la méthode ANOVA. Il y a également eu une discussion sur les différences et les similitudes entre les motifs des faisceaux laser produits par les faisceaux oscillants sur les trois différents types d'acier. L'optimisation a été réalisée en utilisant la méthode de désirabilité pour trouver les valeurs optimales de soudage. L'étude a révélé que le motif sinusoïdal a donné de meilleures performances mécaniques que les motifs triangulaires et carrés pour l'acier galvanisé A653. Pour l'acier inoxydable 304L, les facteurs les plus significatifs étaient la puissance du laser et la vitesse de soudage, tandis que l'oscillation du faisceau avait des effets minimes. Le motif carré était le meilleur faisceau laser oscillant pour le soudage de deux plaques de ce type d'acier. Pour l'acier doux A36, l'utilisation d'un faisceau laser oscillant à travers le motif triangulaire avec une puissance moindre a permis d'obtenir une force de soudage plus élevée.-- Mot(s) clé(s) en français : soudage au laser, acier doux A36, acier galvanisé A653, acier inoxydable 304L, oscillation de faisceau, puissance du laser, vitesse de soudage, résistance ultime à la traction , ANOVA. »--
Author: Damien Fabrègue
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Languages : fr
Pages : 266
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Book Description
L'utilisation du procédé de soudage laser est en rapide augmentation du fait du gain de productivité qu'il permet. Cependant, lorsqu'il s'agit d'alliages d'aluminium, la présence de défauts de solidification (porosités, fissuration à chaud) limite son développement. Lors de cette étude, nous avons étudié la fissuration à chaud en soudage. Une étude de la microstructure a été menée et de nombreux essais de soudage ont été réalisés afin de connaître les paramètres clés contrôlant l'apparition de ce défaut. Ces paramètres ont ensuite été étudiés de manière indépendante grâce au développement d'essais de traction à l'état pâteux. Ces essais ont tout d'abord été réalisés d manière isotherme afin d'en déduire d'une part le comportement du semi solide dans des conditions simples et d'autre part une loi rhéologique en traction. Puis des essais non isothermes avec une forte vitesse de refroidissement ont permis d'obseNer le comportemer à l'état pâteux dans des conditions proches de celles pour lesquelles le phénomène de fissuration à chaud se produit. Ces résultats fournissent des pistes pour un critère de rupture de films liquides applicable au soudage et une loi rhéologique intégrable à une simulatio du soudage. Enfin, nous avons également montré que la composition de la zone fondue de soudures influait sur les propriétés mécaniques globales d'une soudure en fonction de la susceptibilité à la localisation de la déformation plastique.
Author: Jean Dietz
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Category :
Languages : fr
Pages : 260
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Book Description
ANALYSE DE LA FAISABILITE DU TRAITEMENT DE RECRISTALISATION LOCALISEE D'ALLIAGES LEGERS AU MOYEN DE FAISCEAU LASER EN VUE DE REALISER DES PRODUITS A MICROSTRUCTURES COMPOSITES "ECROUI-RECRISTALLISE". ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES PRODUITS OBTENUS. MISE AU POINT D'UNE METHODOLOGIE SUSCEPTIBLE DE CONDUIRE A LA MAITRISE ET A L'OPTIMISATION DES TRAITEMENTS LASER. ANALYSE A PARTIR DE CES ETUDES PRELIMINAIRES DES PROCESSUS DE RECRISTALLISATION DANS L'ALUMINIUM
Author: Cécile Genevois
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Languages : fr
Pages : 195
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Book Description
L’alliage 2024 (Al-Cu-Mg) est utilisé dans le cadre de l’allègement des structures de transport. Cependant, cet alliage est difficilement soudable par voie classique. Le soudage par friction malaxage (FSW) est un nouveau procédé permettant l’assemblage à l’état solide et donc de supprimer les défauts liés à la solidification. A travers cette étude, les microstructures de soudures FSW de cet alliage ont été finement caractérisées par SAXS, DSC, MET, MEB, EBSD et microscopie optique. Afin de mettre en évidence les interactions entre la déformation, la précipitation et la recristallisation qui ont lieu durant le soudage de l’alliage 2024, des expériences modèles ont été menées ainsi qu’une étude comparative entre l’alliage 2024 et l’alliage 5251. L’ensemble de la caractérisation des soudures et des expériences modèles permet de dégager les phénomènes métallurgiques pertinents contrôlant la résistance mécanique des joints soudés et leur microstructure. Par ailleurs, une caractérisation détaillées du comportement mécanique des joints soudés a été menée, validée par une modélisation aux éléments finis.
