Développement du noyau de soudure dans les assemblages dissymétriques

Abstract

Assez récemment, de nouvelles familles d’acier à haute limite d’élasticité ont été introduites dans la conception des caisses en blanc des véhicules automobiles. De nouvelles configurations d’assemblages, comprenant jusqu’à trois tôles dont les épaisseurs et les nuances d’aciers peuvent êtres différentes, sont définies pour répondre aux nouvelles normes de résistance à la corrosion,de tenue aux chocs pour la sécurité, et allégement pour la réduction de la consommation d’énergie. Les dissymétriques de l’assemblage (nombre de tôles, nature, épaisseur) ainsi que la présence du revêtement, sont autant de facteurs qui posent des problèmes de soudabilité et qui rendent difficile l’établissement des référentiels de soudage. La modélisation et simulation numérique peuvent aider à mieux comprendre l’origine des difficultés de soudabilité. C’est dans cette voie que s’est orienté ce travail. Pour cette étude, on a considéré des assemblages dissymétriques de deux et trois tôles en acier revêtues (ESG10/10 et DP6G10/10). Pour simplifier l’étude numérique, on s’est placé dans la configuration de soudage avec des électrodes à face active plate correspondant à des électrodes usagées. Un modèle 2D axisymétrique intégrant les couplages entre les phénomènes électro-thermo-métallurgique, dans la matière et aux interfaces a été mis en œuvre à l’aide du logiciel Sysweld®pour simuler numériquement la phase de soudage. Le phénomène de l’élargissement de la surface de contact électrothermique et les phénomènes thermomécaniques complexes associés (fusion, expulsion, et solidification) ne sont pas intégrés directement au modèle. Les rayons de contact électrode/tôle et tôle/tôle sont considérés constants. Quant à l’effet du zinc sur les conditions de contact électrothermiques sont pris en compte à l’aide de paramètres surfaciques de contact (résistance électrique et thermique de contact, coefficient de partage de flux ). Le modèle ETM a été validé par comparaison entre les cinétiques de développement du noyau calculées et celles obtenues expérimentalement à partir des coupes micrographiques issues d’essais de soudage réalisés sur des assemblages dissymétriques de deux et trois tôles