Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
-
Thomas DUPUY : Docteur-ingénieur - Usinor Recherche et Développement
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le soudage par résistance est un procédé par fusion qui utilise la chaleur produite par l’effet Joule d’un courant électrique de forte intensité traversant les pièces à assembler. Les différents procédés (soudage par points, à la molette, par bossages, par étincelage) sont décrits dans l’article Soudage par résistance de ce traité.
Cet article est essentiellement consacré à la simulation du procédé en lui-même plus qu’à celle du comportement des soudures. Bien que la complémentarité entre ces deux approches soit évidente, les exemples de simulation complète (depuis le soudage jusqu’à la rupture de la soudure) sont encore très rares. On mettra en évidence la façon par laquelle les résultats d’une simulation du procédé peuvent être utilisés dans une simulation du comportement de la soudure.
On précisera d’abord l’utilité, les principes d’emploi et les limites d’un outil de simulation numérique dans l’étude des procédés de soudage par résistance.
Par la suite, on distinguera les trois phases de la mise au point d’un modèle : la formulation des hypothèses, l’obtention et l’analyse des résultats et la validation.
À chaque fois seront données les particularités liées à chaque procédé et des exemples tirés de la littérature. Notons qu’aucun exemple de modélisation numérique du soudage par étincelage n’a été recensé. En effet, ce procédé met en jeu des mécanismes physiques (production d’étincelles, consommation de matière) différents des autres procédés de soudage par résistance. Par conséquent, il n’est pas évident d’étendre au soudage par étincelage les exemples cités dans la suite. La modélisation numérique de ce procédé nécessiterait d’abord une bonne compréhension des mécanismes mis en jeu.
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Hypothèses et données d’entrée
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1. Généralités
L’expérience, pour les procédés de soudage par résistance comme pour d’autres, permet d’avoir accès à un certain nombre de résultats indispensables à la mise en œuvre du procédé et en particulier à la tenue des soudures réalisées en fonction des paramètres de soudage utilisés. Toutefois, certaines conditions de soudage peuvent être coûteuses à mettre en place pour une simple expérience (par exemple, l’utilisation de paramètres sortant des gammes opératoires de la machine disponible, ou le test de géométries peu usuelles nécessitant la réalisation spécifique d’échantillons). De plus, la compréhension de la physique du procédé s’avère complexe, parce que des phénomènes mécaniques, électriques, thermiques et métallurgiques s’y trouvent fortement couplés.
1.1 Modélisation numérique et limites
Les modèles de simulation physique sur ordinateur, inaugurés par Greenwood pour le soudage par points, sont des outils qui peuvent permettre de résoudre le double problème de l’exploration et de la compréhension du procédé. Il faut tout de suite noter que de tels modèles physiques sont déterministes : aussi complets qu’ils soient, ils ne rendent pas compte de la variabilité intrinsèque au procédé (c’est-à-dire la variabilité que l’on ne sait pas expliquer physiquement). Par conséquent, des modèles statistiques, qui se nourrissent de l’expérience pour décrire le procédé, restent tout à fait complémentaires de la simulation physique.
En dehors de cas limités et très simples qui peuvent se traiter de façon analytique , les modèles de simulation physique reposent sur le calcul numérique par...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GREENWOOD (J.A.) - Temperatures in spot welding. - Brit Weld J. vol. 8 no 6, p. 316-322[nbsp ]1961.
-
(2) - KIM (E.), EAGAR (T.W.) - Parametric study of heat flow during resistance spot welding. - Proc. Modeling and Welding Processes IV Palm Coast Floride p. 95-105 1988.
-
(3) - ANASTASSIOU (M.), LEBRUN (J.-L.) - Développement d’un modèle thermique en soudage par points. - Rapport SERAM dossier no 13040 1988.
-
(4) - TSAI (C.L.), DICKINSON (D.), JAMMAL (O.A.) - Study of nugget formation in resistance spot welding using finite element method. - Proc TWS 1992.
-
(5) - THIÈBLEMONT (E.) - Modélisation du soudage par résistance par points. - Thèse de doctorat, INPL 1992.
-
(6) - NIED (H.A.) - The finite element modeling of the resistance spot welding process. - Weld....
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