CHAPITRE II
MODELISATION DU PROCEDE DE SOUDAGE
D'UN TUBE
Chapitre II Modélisation du procédé de
soudage d'un tube
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II.1 INTRODUCTION
La recherche bibliographique précédente a mis en
lumière un certain nombre de difficultés à surmonter pour
mettre en place une modélisation fiable du procédé de
soudage des pipelines.
Le but de ce chapitre est la construction d'un modèle
prédictif du procédé de soudage dont l'objectif final est
de fournir l'état mécanique résiduel de l'assemblage
soudé à partir de la connaissance d'un certain nombre de
données:
? Géométrie du tube (pipeline)
? Paramètres de soudage : vitesse de soudage, nombres de
passes ? Paramètres thermomécaniques du matériau
soudé
Dans ce qui suit, nous avons modélisé
très simplement les cordons de soudure MAG, en utilisant un code
éléments finis solide (version commerciale), et en ne
considérant que le chauffage par conduction du massif. Donc,
l'équation à résoudre pour le calcul du champ de
températures dans une pièce au cours du soudage repose sur la
résolution d'un problème de conduction classique dans lequel,
néanmoins la conductivité thermique, la masse volumique et la
chaleur spécifique du matériau, dépendent fortement de la
température. Le code résout alors l'équation de diffusion
de la chaleur (I.7.3.1 équation 1) à chaque incrément de
calcul.
II.2 MODELISATION DU SOUDAGE SUR UN TUBE (CANALISATION
DE TYPE PIPELINE) : MISE EN DONNEES
II.2.1 Introduction
Les procédés de soudage multipasses de
structures industrielles sont probablement, parmi tous les
procédés de soudage, ceux qui, du point de vue de la
modélisation numérique, réunissent le plus grand nombre de
difficultés. En effet, aux difficultés déjà
largement évoquées précédemment, concernant la
taille des modèles numériques notamment, il faut ajouter celles
liées à la multiplicité des passes de soudage. Les temps
de calcul, tout d'abord, croissent proportionnellement au nombre de passes et
deviennent rapidement déraisonnables. Mais, en plus, la
multiplicité des cycles thermiques vus par le matériau,
nécessite des modélisations du comportement encore plus fines.
Chapitre II Modélisation du procédé de
soudage d'un tube
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Pour une meilleure description de l'état
résiduel final de la tubulure, on propose d'aller étape par
étape dans les difficultés du problème. Commençons
donc par une simple modélisation monopasse de l'opération de
soudage, les résultats ainsi obtenus nous offrent la possibilité
de prévoir l'état résiduel de la structure ce qui va nous
aider à raffiner encore les zones les plus sollicitées. Passons
par la suite à des modélisations multipasses de soudage avec deux
cas:
? Soudage à trois passes ? Soudage à treize
passes.
Le but final donc est de donner une comparaison entre les
résultats obtenus dans les trois simulations (monopasse, à 3
passes et à 13 passes).
Notre étude porte sur l'évaluation des
contraintes et des déplacements résiduels dus à
l'oprétion de soudage sur les pipelines en acier à haut grade.
Pour ce faire, nous avons utilisé le logiciel « Ansys11 »,
celui-ci a été conçu par le groupe « ANSYS.inc »
à Canonsburg en Pennsylvanie. La méthode des
éléments finis est utilisée comme un moyen
d'évaluation numérique du champ de contraintes et de
déplacements par ce code de calcul.
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