Les interactions entre le matériau et le procédé entraînent des transformations métallurgiques qui dépendent des évolutions thermiques et qui ont des conséquences sur les propriétés mécaniques des assemblages soudés.

En particulier, le développement d’outils de simulation numérique de l’histoire thermique d’assemblages soudés par des procédés TiG ou laser permet de prédire les états métallurgiques et de disposer ainsi d’outils pour optimiser les conditions de soudage. A titre d’exemple, la prédiction de l’histoire thermique d’un assemblage en cours de soudage laser (températures, gradients thermiques, vitesses de refroidissement) et de la composition du cordon de soudure (principalement le taux de Si) en fonction des conditions de soudage (modes conduction et keyhole), permet d’approcher les états métallurgiques des différentes zones de l’assemblage suivant les conditions de soudage et d’évaluer ainsi les performances mécaniques susceptibles d’être obtenues ainsi que les risques de fissuration.

Les propriétés mécaniques d’alliages à durcissement structuraux assemblés par FSW dépendent de l’état de précipitation d’où l’intérêt de développer des modèles permettant de suivre l’évolution des microstructures en fonction de l’histoire thermique. Des modèles de précipitation, prenant en compte les différentes étapes de nucléation, croissance et coalescence, sont ainsi développés sachant que la population des précipités évoluent au cours du temps, certains précipités étant amenés à croître et d’autres à se dissoudre. Dans le cas des alliages de titane, on peut distinguer plusieurs zones au sein de la soudure dans lesquelles l'évolution microstructurale est contrôlée par l'interaction complexe entre la déformation plastique, la restauration, la recristallisation ainsi que les évolutions microstructurales des phases α et β du titane. Bien que les microstructures résultant des sollicitations thermomécaniques liées au procédé de soudage par FSW soient maintenant assez bien connues pour de nombreux alliages, le détail des mécanismes aboutissant à ces microstructures, ainsi que la relation entre ces microstructures et les propriétés mécaniques des joints soudés ne sont pas encore maîtrisés.

 

Partenariats et soutiens : DASSAULT, ASTF, IDEX Bordeaux, Université de Bilbao, I2M (DUMAS)