Détermination des contraintes résiduelles dans les cordons de soudure en acier inoxydable

Abstract

L’assemblage des matériaux par soudure occupe une place importante dans l’univers de l’industrie. Bien précisément les aciers inoxydables sont plus utilisables vu leur bonne soudabilité par tous les procédés conventionnels. En conséquence, les gradients thermiques se manifestant lors du soudage conduit inévitablement à la création des contraintes résiduelles. Par le biais de ce travail, la technique d’enlèvement de couches successif a été utilisée pour déterminer les contraintes résiduelles aux différentes couches d’une soudure et voir l’impact de l'un des paramètres de soudage (intervalle entre les passes) sur leurs ordres de grandeur. Aussi, l’étude de l’influence d’un traitement thermique a montré l’importance de ce dernier sur la relaxation des contraintes résiduelles. Ce travail est organisé selon le plan suivant: - Le premier chapitre est consacré à la présentation générale sur les aciers inoxydables en montrant l’influence des éléments d’alliage sur la structure de l’acier, puis une illustration des différents types d’aciers inoxydables en se focalisant avec un peu de détail notamment sur les propriétés physiques, mécaniques, métallurgie de soudage et traitements thermiques de l’acier inoxydable austénitique qui est le matériau sur lequel l’étude a été faite. - Le deuxième chapitre concerne essentiellement les contraintes résiduelles, leurs origines, leurs ordres (ou niveaux) et les différentes méthodes de leur détermination. - Le troisième chapitre est réservé aux techniques expérimentales effectuées pour la réalisation de cette étude. On présentera le matériau (composition chimique, propriétés physiques), la technique de soudage utilisée pour la réalisation des cordons ainsi que les méthodes de caractérisation métallographique. Aussi, la conduite de la méthode de détermination du profil des contraintes résiduelles par extensiomètrie et enlèvement successif de couches par voie électrolytique sera expliquée. On présentera le modèle numérique élaboré permettant le passage entre les déformations déterminées expérimentalement et les contraintes résiduelles existant dans les matériaux réalisés. - Les résultats expérimentaux et leurs interprétations feront l’objet du quatrième chapitre. L’étude métallographique, les profils de dureté HV, ainsi que l’évolution des contraintes résiduelles au sein des cordons en se réconfortant d’images qui seront justement discutés dans ce chapitre. - Le travail sera bien sûr clôturé par une conclusion générale et des perspectives.