CFM 2019

Caractérisation des conditions de contact pour le soudage par point
Edouard Geslain  1@  , Philippe Rogeon  1@  , Thomas Pierre  1@  , Cédric Pouvreau  1@  , Laurent Cretteur  2@  
1 : Institut de Recherche Dupuy de Lôme  (IRDL)
CNRS : UMR6027
2 : ArcelorMittal Montataire Research - Automotive Applications
ARCELORMITTAL

Dans l'industrie automobile, les tôles d'acier sont majoritairement assemblées par soudage par point. Dans ce procédé, un courant électrique de plusieurs milliers d'ampères permet d'atteindre la fusion des tôles par effet Joule. Pour ce faire, les tôles sont pincées entre des électrodes en cuivre allié avec un effort de quelques kilonewtons. Les conditions interfaciales jouent ont un rôle majeur sur les échauffements et les pertes de chaleur au cours du procédé. Les résistances de contact électrique participent à la génération de chaleur interfaciale par effet joule. Les résistances de contact thermique participent au confinement de cette source surfacique mais joue un rôle à plus long terme sur les pertes de chaleur vers les électrodes.

L'utilisation de revêtements différents dans des assemblages de tôle de plus en plus complexes amène à rencontrer de nouveaux couples de matériaux en contact et donc de nouvelles résistances de contact. Le cadre de cette étude est fourni par le cas d'un assemblage dissymétrique de trois tôles – dissymétrie en nature, en épaisseur et en revêtement - pour lequel des difficultés de soudabilité sont rencontrées. Cet assemblage comprend une tôle très fine d'AM54, une tôle d'acier DP600, toutes deux galvanisées à chaud et une tôle d'Usibor® 1500, un acier embouti à chaud avec un revêtement Al-Si.

La dissymétrie des échauffements interfaciaux dans l'assemblage dissymétrique est d'abord observée à l'aide d'une caméra thermique. Ces échauffements étant imputables aux résistances de contact électrique et thermique, des mesures sont réalisées sur le dispositif de soudage en fonction de la pression d'une part, et sur un dispositif spécifique en fonction de la pression et de la température d'autre part. Ces valeurs pourront être utilisées comme données d'entrées dans les modèles numériques. Au cours de cette étude, nous avons également pu mettre en avant que la contribution du revêtement Al-Si est très importante à froid et que cette contribution reste significative sur la plage de température investiguée. Ce comportement diffère très nettement de celui des tôles galvanisées pour lesquelles la contribution du revêtement chute brutalement dès que l'on approche la température de fusion du zinc (420°C).


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