Les procédés de soudage sont le moyen d'assemblage le plus utilisé dans la construction navale. Pour des pièces de forte épaisseur, la réalisation des joints consiste à déposer les cordons de soudure de manière successive (soudage multipasse) engendrant ainsi progressivement des contraintes résiduelles et des microstructures spécifiques. Ces contraintes résiduelles ayant une influence sur la résistance de la structure, la prévision de la durée de vie de celle-ci nécessite la prise en compte de telles contraintes. Il est donc nécessaire pour le constructeur de connaître le niveau des contraintes résiduelles généré lors d'une opération de soudage multipasse.

Cette étude présente les mesures réalisées sur un joint d'angle en acier haute limite d'élasticité (HLES) de forte épaisseur. Pour caractériser l'évolution des contraintes résiduelles après chaque passe de soudage, une maquette représentative d'une jonction entre un raidisseur et une plaque a été réalisée. La spécificité de cette maquette réside dans le fait que pour chaque passe un décalage de la position initiale des torches est appliqué. De cette manière, on obtient plusieurs zones représentatives des différentes étapes du soudage sur une même maquette.

Compte tenu de l'épaisseur des tôles, la technique de diffraction des rayons X a été écartée au profit de la mise en œuvre à l'Université de Bretagne Sud de la méthode du contour. La méthode du contour repose sur la mesure d'une composante de déplacement résultant de la redistribution des contraintes résiduelles suite à une découpe plane selon une direction choisie [1].

La mise en œuvre de la méthode du contour sur une géométrie complexe de joint d'angle est tout d'abord présentée. La sensibilité des résultats obtenus est notamment évaluée selon les paramètres de post-traitement des mesures de topographie des faces découpées. Pour finir, les mesures de contraintes résiduelles par la méthode du contour sont comparées à des mesures effectuées par Veqter Ltd. sur les mêmes joints soudés par la méthode du trou profond. Cette méthode communément appelée DHD (deep hole drilling) est une méthode semi-destructive qui consiste à percer un trou de référence à travers la pièce puis à en mesurer le diamètre avant et après la redistribution des contraintes en réalisant un carottage concentrique au trou de référence [2]. Finalement, après comparaison des résultats obtenus par les deux méthodes, une analyse de l'évolution du profil de contrainte résiduelle au fur et à mesure des passes de soudage est proposée.

[1] PRIME, M. B. ; Cross-sectional mapping of residual stresses by measuring the surface contour after a cut, J of Eng. Mat & Techn, 123, pp. 162-168, 2001.
[2] MAHMOUDI, A. H. et al. ; A New Procedure to Measure Near Yield Residual Stresses Using the Deep Hole Drilling Technique, Experimental Mechanics, pp. 595-604, 2009.