CHAPITRE I
RECHERCHES BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I Recherches bibliographique.
3
Histoire du soudage en quelques étapes
clés
Jusqu'au milieu du 19ème siècle, les
procédés de soudage évoluent peu. Vers 1850 on commence
à se servir du gaz pour chauffer les métaux à souder.
Fin 19ème : mise en oeuvre de nouveaux
procédés :
- Le soudage oxyacétylénique
- Le soudage aluminothermique
- Le soudage à l'arc électrique
- Le soudage par résistance
Ces procédés connaîtront leur essor
industriel vers 1920.
Début du 20ème siècle : le soudage se
répand dans tous les secteurs industriels. Conséquence : une
modification importante dans la conception et la réalisation des objets.
Exemple : l'utilisation pour les ponts de PRS (Poutres reconstituées
soudées) de grandes dimensions et fortes épaisseurs. Le soudage
devient indissociable du développement de nombreux secteurs
économiques.
Dans les années trente, le champ d'application du
soudage s'élargit : construction navale, automobile,
aéronautique. Un nouveau métier est apparu : celui de soudeur. Il
devient nécessaire de former les ouvriers et d'organiser des cours. Le
CAP de soudeur est créé en 1931.
Pendant des années, le soudage ne cesse
d'évoluer sur le plan technologique.
- industrialisation de principes physiques : faisceau
d'électrons, soudage au laser et aux ultra-sons.
- découvertes involontaires : le soudage par explosion
et par diffusion
- introduction croissante de la micro-électronique
dans les équipements de soudage et développement de la
robotisation, d'où une amélioration de la qualité et de la
productivité.
Depuis ces dix dernières années, les innovations
portent moins sur les procédés mêmes, que sur le
matériel de soudage et les matériaux d'apport. Ainsi que sur les
méthodes et
Chapitre I Recherches bibliographique.
4
conditions de travail, qui continuent de s'améliorer,
notamment en matière d'hygiène et de sécurité.
A l'heure actuelle, les procédés industriels de
soudage peuvent atteindre une puissance de 100kW/cm2.
A l'heure actuelle on cherche toujours à améliorer
les procédés de soudage dont le but principal est de
connaître les causes et les conséquences des défauts de
soudage. Les simulations numériques de soudage peuvent nous aider
à prédire l'état des contraintes et des distorsions
résiduelles.
La simulation numérique par éléments finis,
même si elle est relativement récente, a fait l'objet de nombreux
travaux. Depuis les premières simulations dans les années 70, la
complexité, la performance et la taille des modèles ont beaucoup
évoluées, parallèlement au développement des
puissances informatiques.
Chapitre I Recherches bibliographique.
5
I.1 INTRODUCTION
Le soudage a pour objet d'assurer la continuité de la
matière à assembler. Dans le cas des métaux, cette
continuité est réalisée à l'échelle de
l'édifice atomique. En dehors du cas idéal où les forces
inter-atomiques et la diffusion assurent lentement le soudage des pièces
métalliques mises entièrement en contact suivant des surfaces
parfaitement compatibles et exemptes de toute pollution, il est
nécessaire de faire intervenir une énergie d'activation pour
réaliser rapidement la continuité recherchée.
Ainsi réalisée, la soudure se décompose en
plusieurs zones :
FigureI.1 : Cordon de soudure
? La zone fondue: (nommée
ZF) zone où l'état liquide à
été atteint et dans laquelle à été
élaborée la composition chimique. La structure
métallurgique obtenue après solidification, dépend du
cycle de refroidissement. On peut distinguer, au sein de cette zone, des
gradients de concentration (ségrégation). Il est donc possible
d'examiner la composition d'une soudure ainsi que les variations de
dureté.
? La zone affectée thermiquement :
(nommée ZAT) zone se trouvant en bordure de la
zone fondue, de largeur variable, ayant été soumise à
l'élévation de température sans être portée
à la fusion. Le chauffage, la composition chimique et la vitesse de
refroidissement de cette zone génèrent des modifications plus ou
moins importantes de la structure métallurgique.
? La zone de liaison: cette zone,
située à la frontière entre la zone fondue et la zone
affectée thermiquement, correspond à la surface sur laquelle la
solidification du métal fondu a commencé.
? Le métal de base: Au-delà de
la zone affectée thermiquement, l'élévation de
température est insuffisante pour engendrer une quelconque
transformation structurale. Cette zone est aussi dite non affectée.
Chapitre I Recherches bibliographique.
6
L'opération peut être appliquée aux
métaux ainsi qu'aux thermoplastiques . Le soudage permet d'obtenir une
continuité métallique de l'assemblage (continuité de la
nature des matériaux assemblés : matériau
métallique, matière plastique, etc..).
| 
