Effets de l’austénitisation rapide dans la simulation du soudage au laser
Institution:
ValenciennesDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The laser welding process is widespread involved in the industry. But this process implies distortion and high internal stresses, which affect the service life of products, due to the high temperature gradient. The simulation allows minimizing those effects by helping for the selection of the good geometry, material and process parameters without a lot of costly experimental tests. However, the development of a good simulation tool for the laser welding requires understanding the short-time metallurgical processes due to the very high heating rates, as it has a direct influence on the material law. A method using the knowledge of metallurgical processes is proposed to require less experimental tests to build the material law database for the simulation model and to take into account short-time metallurgy in the laser welding process modelling. In this aim, some experimental tests on a bainitic 100Cr6 with a Gleeble machine were carried out. Dilatometer tests to high heating rates and then, metallographic observations on the heating specimens are made to determine the material microstructure evolution under quick heating and the parameters of the Avrami equation describing the austenite formation kinetic. Then, Gleeble tests allow determining the material laws to implement in the simulation model.
Abstract FR:
Le procédé de soudage au laser est largement utilisé dans l’industrie. Mais, ce procédé affecte la qualité des pièces soudées par les déformations induites et leur durée de vie par les contraintes résiduelles. La simulation permet de minimiser ces effets en aidant pour le choix de la géométrie, de la matière et des paramètres de simulation les plus appropriés sans avoir recours de nombreux et coûteux essais expérimentaux. Cependant, le développement d’un bon outil de simulation pour le soudage au laser requiert la connaissance des phénomènes de métallurgie rapide dus aux hautes vitesses de chauffage qui ont une influence directe sur les lois matériaux. Une méthode utilisant la connaissance des phénomènes métallurgiques est proposée afin de réduire la quantité de données matériaux expérimentales requise par le modèle de simulation et de prendre en compte la métallurgie rapide dans la modélisation du procédé de soudage au laser. Dans ce but, des essais expérimentaux sur un acier 100Cr6 bainitique à l’aide d’une machine Gleeble sont effectués. Des essais dilatométriques à de hautes vitesses de chauffage puis des observations métallographiques sur les éprouvettes chauffées sont faits afin de d’étudier l’évolution de la microstructure sous chauffage rapide et de déterminer les paramètres de l’équation d’Avrami décrivant la cinétique de formation de l’austénite. Puis des essais Gleeble permettent de déterminer les lois matériaux à intégrer dans le modèle de simulation.