Le soudage par fusion présente la particularité de générer de forts gradients de propriétés métallurgiques et mécaniques générant une distribution de contraintes résiduelles qui influent sur la réponse mécanique et la tenue en service des assemblages soudés.

L'acier « dual-phase » de type DP780 est employé dans le domaine automobile pour la réalisation de structures de liaison au sol. Ce type d'acier présente une microstructure composée d'une phase dure martensitique ou bainitique disséminée au sein d'une matrice ferritique ductile. Lors du soudage, d'importants gradients thermiques sont générés créant des gradients de déformations libres de contraintes d'origines métallurgiques (transformations de phases), thermiques (dilatations) et mécaniques (déformations plastiques) induites, à l'origine des contraintes résiduelles et du comportement mécanique du joint soudé.

Dans le cadre d'une étude réalisée chez PSA, portant sur la caractérisation à la fatigue d'assemblages soudés soumis à des chargements à amplitude variable, des éprouvettes ont été réalisées. Celles-ci sont issues du soudage MAG à clin de plaques d'épaisseur 3,07 mm pour un jeu de paramètres donné (vitesse d'avance, angle de buse, courant, conditions de bridage, ...). Des éprouvettes, usinées dans les plaques, ont été sollicitées afin d'étudier le comportement en fatigue de ce type de joint soudé. L'objectif de ce travail est de réaliser une étude expérimentale sur la relaxation des contraintes résiduelles de soudage des joints soudés sollicités mécaniquement.

La première étape de l'étude porte sur des éprouvettes brutes de soudage. Une caractérisation métallurgique du cordon de soudage et de la zone affectée thermiquement a été effectuée, ainsi qu'une cartographie des duretés dans les zones fondues et affectées thermiquement. La distribution de contraintes résiduelles initiales induites par le procédé de soudage au sein des éprouvettes a été déterminée par diffraction des rayons X. L'étude expérimentale a été complétée par des simulations numériques du soudage des plaques par la méthode des éléments finis. Dans un deuxième temps, l'étude a porté sur les éprouvettes sollicitées en fatigue et la détermination expérimentale de l'évolution ou relaxation des champs de contraintes résiduelles au sein de l'assemblage. In-fine, ce type d'approche permettra une meilleure compréhension des phénomènes de relaxation mécanique des contraintes soudage et leur prise en compte dans les simulations numériques de tenue en fatigue.