Thèse soutenue

Caractérisation et modélisation des structures de solidification en soudage TIG d’alliages austénitiques
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Auteur / Autrice : Thomas Billotte
Direction : Dominique Daloz
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance le 06/07/2017
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Lamour (Nancy ; Vandoeuvre-lès-Nancy ; Metz)
Entreprise : Areva
Jury : Président / Présidente : Nathalie Bonasso
Examinateurs / Examinatrices : Charles-André Gandin, Anne-Françoise Gourgues-Lorenzon, Guillaume Tirand, Iryna Tomashchuk, Julien Zollinger, Nathalie Mangelinck-Noël
Rapporteurs / Rapporteuses : Charles-André Gandin, Anne-Françoise Gourgues-Lorenzon

Résumé

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La nécessité de garantir l’intégrité des structures soudées pousse les industriels à augmenter leur domaine de compétences en matière de simulation numérique du soudage. La solidification est l’étape clé de ce procédé. Dès lors que la sélection des grains est reproduite correctement par les simulations, le comportement mécanique et la réponse aux contrôles non destructifs de l’assemblage peuvent être déduits. Ce travail cherche à définir les phénomènes thermométallurgiques décrivant les mécanismes de formation des microstructures du soudage. Ces mécanismes servent ensuite à valider l’usage d’un nouveau modèle de solidification qui réalise un post-traitement du calcul de thermique avec un automate cellulaire (modèle CAFE_WELD). Pour se faire, des expériences de soudage sont réalisées et caractérisées par EBSD. Ces analyses permettent de suivre la sélection des grains dans la soudure. L’effet de la refusion sur la sélection des grains est bien mis en évidence lors du soudage multi-passes. Ces caractérisations sont complétées par une analyse fine de la solidification du métal d’apport utilisé pour le soudage. Ces résultats permettent la mise en données du modèle nécessaire à la réalisation numérique des mêmes expériences de soudage. Les comparaisons entre les soudures vraies et numériques montrent que les phénomènes physiques intégrés au modèle ne sont pas suffisants pour reproduire les propriétés microstructurales générées par le soudage