Propagation du faisceau ultrasonore dans les soudures austénitiques anisotropes

Ultrasonic beam propagation in austenitic anisotropic weldments

• Auteur / Autrice : Jean-Philippe Devoye
• Direction : Jean-François Amphoux de Belleval
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique appliquée, acoustique et matériaux
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ultrasons

Soudures

Anisotropie

Acier austénitique

Contrôle non destructif

Résumé

Le but de ce travail est d'étudier l'influence de la structure dendritique des soudures inoxydables anisotropes sur la propagation du faisceau ultrasonore. La bibliographie aborde les méthodes utilisées jusqu'à présent qui suivent toutes la même démarche : mesures de vitesses sur des échantillons de soudure, détermination de la surface des lenteurs. On montre alors que la vitesse, l'atténuation et la déviation du faisceau dépendent de l'angle entre l'axe des grains et le vecteur vitesse de phase. Dans tous les cas, le matériau est supposé homogène. Nous avons développé une méthode de mesures permettant de connaitre avec précision la répartition du champ ultrasonore dans l'acier. Une soudure anisotrope est découpée en secteurs semi-cylindriques possédant chacun une orientation dendritique spécifique. Des cartographies de la transmission du faisceau ultrasonore à travers ces échantillons sont effectuées. Le comportement du faisceau dans la soudure est bien mis en évidence. Une méthode de séparation entre le signal utile et le bruit de structure est présentée. Résultats : 1) la déviation du faisceau n'est pas mise en évidence. En revanche, le faisceau se divise quelle que soit l'orientation dendritique considérée. 2) la position des lobes ne varie ni avec la fréquence d'émission, ni avec le diamètre de l'émetteur. Cette division est probablement due à l'inhomogénéité du matériau. 3) des mesures de vitesses sur nos échantillons ont permis de calculer une déviation théorique du faisceau. Celle-ci est typique d'une soudure de structure orthotrope classique. La modélisation consiste à reproduire notre étude expérimentale à l'aide de codes de calculs utilisant la théorie de la propagation des ultrasons dans les matériaux homogènes orthotropes. La comparaison modèle-expérience n'est pas concluante. Nous avons mis en évidence la limitation des modèles actuels qui est l'homogénéisation du matériau.