Chaining of welding and finish turning simulations for austenitic stainless steel components

The chaining of manufacturing processes is a major issue for industrials who want to understand and control the quality of their products in order to ensure their in-service integrity (surface integrity, residual stresses, microstructure, metallurgical changes, distortions,…). Historically, welding and machining are among the most studied processes and dedicated approaches of simulation have been developed to provide reliable and relevant results in an industrial context with safety requirements. As the simulation of these two processes seems to be at an operationnal level, the virtual chaining of both must now be applied with a lifetime prediction prospect. This paper will first present a robust method to simulate multipass welding processes that has been validated through an international round robin. Then the dedicated “hybrid method”, specifically set up to simulate finish turning, will be subsequently applied to the welding simulation so as to reproduce the final state of the pipe manufacturing and its interaction with previous operations. Final residual stress fields will be presented and compared to intermediary results obtained after welding. The influence of each step on the final results will be highlighted regarding surface integrity and finally ongoing validation works and numerical modeling enhancements will be discussed

Effects of finish turning on an austenitic weld investigated using diffraction methods

Arc welding generally introduces undesired local residual stress states on engineering components hindering high-quality performance in service. Common procedures to reduce the tensile residual stresses are post-heat treatments or mechanical surface treatments like hammering or shot-peening. Assessments of residual stress profiles of post-weld treatments underneath the weld surface are essential, especially in high safety exigency systems like pressure vessels or piping at power plants. In this study, neutron diffraction is used to determine the stress profile after finish milling of an austenitic steel weld in order to verify a chained finite element simulation predicting the final residual stress fields including milling and welding contributions. Non-destructive measurements with spatial resolutions of less than 0.2 mm within the first 1 mm from the surface were mandatory to confirm the finite element simulations of the coarse-grained austenitic material. In the data analysis procedure, the obtained near-surface data have been corrected for spurious strain effects whenever the gauge volume was partially immersed in the sample. Moreover, constraining the surface data to values obtained by x-ray diffraction and data deconvolution within the gauge volume enabled access of the steep residual stress profile within the first 1 mm

Une nouvelle approche des conséquences thermomécaniques induites par les procédés d'usinage : application à la rectification et au tournage

Les sollicitations thermomécaniques locales et les changements métallurgiques sont les principaux phénomènes à l'origine de l'apparition des contraintes résiduelles induites par les opérations d'usinages. Les études réalisées dans ce domaine font intervenir des modèles éléments finis simulant la coupe. Ceux ci sont très difficiles à mettre en oeuvre du fait des incertitudes des coefficients de frottement interfaciaux, des modèles d'endommagement et de l'ensemble des paramètres numériques. La méthode présentée dans cet article permet de s'affranchir de la simulation de l'enlèvement de matière et a pour but de simuler les contraintes résiduelles dans la profondeur de la pièce en fonction des paramètres d'usinage utilisés. Dans cette méthode, l'approche faite des procédés d'usinage est plus globale et peut donc s'appliquer aussi bien sur des procédés de coupe (tournage) que d'abrasion (rectification). Le détail de la méthode ainsi qu'une application aux procédés de tournage et de rectification est donné dans cette article

Corporate Governance for Sustainability

The current model of corporate governance needs reform. There is mounting evidence that the practices of shareholder primacy drive company directors and executives to adopt the same short time horizon as financial markets. Pressure to meet the demands of the financial markets drives stock buybacks, excessive dividends and a failure to invest in productive capabilities. The result is a ‘tragedy of the horizon’, with corporations and their shareholders failing to consider environmental, social or even their own, long-term, economic sustainability. With less than a decade left to address the threat of climate change, and with consensus emerging that businesses need to be held accountable for their contribution, it is time to act and reform corporate governance in the EU. The statement puts forward specific recommendations to clarify the obligations of company boards and directors and make corporate governance practice significantly more sustainable and focused on the long term

Corporate governance for sustainability : Statement

The current model of corporate governance needs reform. There is mounting evidence that the practices of shareholder primacy drive company directors and executives to adopt the same short time horizon as financial markets. Pressure to meet the demands of the financial markets drives stock buybacks, excessive dividends and a failure to invest in productive capabilities. The result is a ‘tragedy of the horizon’, with corporations and their shareholders failing to consider environmental, social or even their own, long-term, economic sustainability. With less than a decade left to address the threat of climate change, and with consensus emerging that businesses need to be held accountable for their contribution, it is time to act and reform corporate governance in the EU. The statement puts forward specific recommendations to clarify the obligations of company boards and directors and make corporate governance practice significantly more sustainable and focused on the long term

Modélisation de l’état de contraintes résiduelles en tournage du 304L

Les travaux présentés ont pour but de relier le choix des paramètres d’usinage à l’état de contraintes résiduelles et de comprendre les mécanismes responsables des modifications de l’état mécanique des surfaces usinées. Dans un premier temps, les travaux présentés s’appuient sur une campagne expérimentale ayant pour but de reproduire l’opération de tournage de finition du 304L (chariotage) et d’observer l’évolution de l’état de contrainte résiduelle en surface et sur une profondeur de quelques dixièmes de millimètres correspondant à la profondeur affectée par ce type d’opérations. Dans un deuxième temps, l’opération de tournage finition sera simulée numériquement de manière à réaliser numériquement la même étude de sensibilité aux paramètres de coupe. Cette simulation numérique repose sur une démarche hybride de modélisation qui permet de contourner certains des verrous scientifiques propres à ce type d’approches. En effet, le modèle numérique est alimenté par des données expérimentales permettant de reproduire les chargements thermomécaniques équivalents appliqués par l’outil sur la pièce usinée. En outre, la simulation fait intervenir un modèle de comportement du 304L capable de tenir compte des phénomènes de recristallisation dynamique

Optimization of a Multi-Drilling Sequence with MQL Supply to Minimize Thermal Distortion of Aluminum Parts

The drilling process with solid carbide tools with minimum quantity lubrication is under development in the automotive industry due to its high productivity and its environmental benefit. Because of the poor cooling performance when using MQL, a high amount of heat remains in the workpiece, which induces macroscopic thermal distortions and inaccurate parts. This paper presents a methodology to model the thermal distortion of a complex part having a large number of holes. The heat flux entering into the workpiece during each drilling operation is calibrated based on embedded thermocouples and on geometrical observations of the drill surface. Finally, it is shown how the model enables the optimization of a drilling sequence so as to minimize the thermal distortion and the accuracy of the machined part

Une nouvelle approche des conséquences thermomécaniques induites par les procédés d'usinage : application à la rectification et au tournage

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.International audienceLes sollicitations thermomécaniques locales et les changements métallurgiques sont les principaux phénomènes à l'origine de l'apparition des contraintes résiduelles induites par les opérations d'usinages. Les études réalisées dans ce domaine font intervenir des modèles éléments finis simulant la coupe. Ceux ci sont très difficiles à mettre en oeuvre du fait des incertitudes des coefficients de frottement interfaciaux, des modèles d'endommagement et de l'ensemble des paramètres numériques. La méthode présentée dans cet article permet de s'affranchir de la simulation de l'enlèvement de matière et a pour but de simuler les contraintes résiduelles dans la profondeur de la pièce en fonction des paramètres d'usinage utilisés. Dans cette méthode, l'approche faite des procédés d'usinage est plus globale et peut donc s'appliquer aussi bien sur des procédés de coupe (tournage) que d'abrasion (rectification). Le détail de la méthode ainsi qu'une application aux procédés de tournage et de rectification est donné dans cette article

Influence de la rugosité et de la texturation de surface sur la tenue des assemblages collés

Le collage est une technique d'assemblage utilisée depuis longtemps dans l'industrie et particulièrement dans l'aéronautique. Depuis quelques années cette technique d'assemblage se répand dans d'autres secteurs de l'industrie grâce à ses capacités à coller des matériaux hétérogènes. Actuellement dans le domaine du collage, les différentes théories de l'adhésion se concentrent sur les liaisons chimiques et physico-chimiques et la contribution mécanique de la rugosité et de la topographie de surface à la tenue du collage est encore mal connue [1,2]