Modélisation du soudage par point : influence des conditions interfaciales sur le procédé

Modeling of resistance spot welding : influence of interfacial conditions on the process

• Auteur / Autrice : Gautier Sibilia
• Direction : Guy Saindrenan, Pascal Paillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Soudage
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Centrale Nantes (1991-....) - École nationale supérieure des mines (Nantes ; 1990-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acier

Soudage

Mots clés libres

Soudage par point

Modélisation numérique

Résistances de contact

Thermique de soudage

Métallurgie de soudage

Résumé

Le soudage par résistance par point est la principale technique d'assemblage des tôles d'acier de carrosserie automobile. Bien que le procédé soit industriellement éprouvé, la diversité accrue des matériaux utilisés (introduction de tôles HLE) et la réduction du temps imparti aux études confronte les constructeurs au problème de la définition de la soudabilité des assemblages. Dans ce travail, nous proposons un modèle numérique prédictif et simplifié du soudage par point qui fait appel à un couplage électro-thermo-métallurgique des phénomènes (recours au code de calculs par EF SYSWELD®). Pour définir un tel modèle, il convient de discerner les principaux facteurs influant du procédé. En outre, il faut disposer des données d'entrée du modèle et acquérir des informations relatives à la validation des résultats numériques. Cette étude revêt donc aussi une forte connotation expérimentale. Elle s'est notamment focalisée sur le rôle prépondérant des interfaces électrode/tôle et tôle/tôle dans le mécanisme de formation d'un point soudé. Nous distinguons les phénomènes de macroconstriction liés aux aires des surfaces de contact apparentes, des phénomènes de microconstriction auxquels sont associées les définitions de résistances de contact électriques et thermiques. Un effort particulier a été engagé sur leur détermination. Nous présentons par ailleurs, un ensemble de cycles thermiques enregistrés sur des assemblages (électrode et tôle) durant la réalisation de points soudés. Cette étude contribue à la maîtrise d'un procédé de soudage dont la connaissance repose aujourd'hui majoritairement sur l'expérience. Le modèle numérique mis en place doit permettre de dégager des tendances en terme de soudabilité à même d'alléger la définition des paramètres d'un assemblage soudé par point.

In this work, we propose a simplified model of resistance spot welding on steel sheets. We use the Finite Element sofware SYSWELD® by the way of Electrical-Thermal-Metallurgic coupling. To define such a model, we need to identify the main process influencing factors. Besides, we have to dispose of right input data and pertinent information in order to validate the numerical results. Therefore, in this study; experimental investigations take an important place too. In particular, we have study the influence of electrode/sheet and sheet/sheet interfaces on the spot weld formation. This labour contributes to improve the mastery of a welding process, which the knowledge was essentially experience-based. The numerical model here developed should allow simplifying the welding parameters and weldability definition.