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Auteur(s)
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Farid BELAHCENE
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Lire l’articleINTRODUCTION
La méthode d’analyse des contraintes résiduelles par ultrasons est une technique quantitative, fiable et non destructive. Elle est basée sur la dépendance de la vitesse de propagation des ondes ultrasonores avec l’état de contraintes dans le matériau. Le caractère non destructif et le coût des équipements sont les avantages principaux favorisant le développement de cette technique.
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- Version courante de oct. 2015 par Farid BELAHCENE
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Technologie mise en œuvre2. Applications
La technique « Ultra-RS » peut être utilisée pour le contrôle de qualité :
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du traitement thermique ;
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du traitement de surface tel que le grenaillage de précontrainte ;
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des structures soudées.
2.1 Exemples d’applications
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La figure 4 a représente une structure en aluminium soudée par friction FSW (friction stir welding) dont les dimensions sont 200 × 100 × 5 mm. Le procédé FSW permet également l’assemblage de plaques de grandes dimensions. Il n’utilise pas l’échauffement produit par le frottement entre les deux pièces à souder mais entre ces pièces et un outil tournant. Cet outil cylindrique (d’un diamètre d’environ 5 mm) se déplace donc le long du plan d’assemblage des pièces. L’épaulement situé entre le petit cylindre et la partie supérieure de l’outil vient également au contact des surfaces orthogonales au plan de soudure. Tout cela permet une bonne homogénéité de la soudure, ainsi qu’une zone de soudage bien définie.
La figure 4 b montre le profil des contraintes résiduelles longitudinales observé sur cette plaque soudée par friction grâce à la méthode « Ultra-RS » de part et d’autre de l’axe de la soudure. Les contraintes résiduelles longitudinales évaluées sur le cordon de soudure et la zone affectée thermiquement (ZAT) correspondent à des contraintes de traction. Elles diminuent lorsque l’on s’écarte de cette zone.
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La figure 5 représente les profils de contraintes résiduelles obtenus sur le profilé en alliage d’aluminium avant et après relaxation des contraintes. La méthode « Ultra-RS » permet donc de contrôler la qualité de détensionnement des contraintes résiduelles.
Nota :L’extrusion consiste à forcer une billette chauffée vers 620 ˚C à travers une filière en acier. À cette température, l’aluminium s’écoule très bien, ce qui permet de réaliser des sections de formes complexes.
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La figure ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MURNAGHAN (D.) - Finite deformation of an elastic solid - , John Willey, New York (1951).
-
(2) - HUGUES (D.S.), KELLY (J.L.) - Second-order elastic deformation of solid - , Physical Review, vol. 92, no 5, p. 1145 à 1149 (1953).
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(3) - EGLE (D.M.), BRAY (D.E.) - Measurement of acoustoelastic and third-order elastic constants for rail steel - , J. Acoust. Soc. Am., vol. 60, no 3, p. 741 (1976).
-
(4) - BELAHCENE (F.) - Détermination des contraintes résiduelles superficielles par méthode ultrasonore - , Thèse de doctorat, UTC, Compiègne, France (2000).
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(5) - CHU (S.L.), PEUKERT (H.), SCHNEIDER (E.) - Evaluation of residual stress states in welded plates using ultrasonic techniques, Residual stresses in science and technologie - . Ed. by E. Macherauch and V. Hauk, vol. 2, p. 335 à 341 (1986).
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