La modélisation par éléments finis de la solidification des soudures La fissuration, qui se produit pendant le soudage ou le traitement à chaud, représente un problème sérieux pour la fabrication de composants destinés aux moteurs d'avion. Un nouveau modèle de simulation permet de définir les conditions d'apparition des fissures, afin de pouvoir les éviter. Technologies industrielles © bugphai, Thinkstock Financé par l'UE, le projet WELDMECS (Welding metallurgy and cracking in superalloys) a été lancé pour développer des critères de fissuration à chaud pour les superalliages. Ceux-ci pourront être utilisés pour mettre au point un modèle par éléments finis (FE) dans le cadre de la fabrication aéronautique. Les fissures se produisent pendant la solidification, du fait de la disparité des points de fusion des matériaux et de la présence d'impuretés dans le superalliage. WELDMECS a imaginé un modèle permettant de réaliser des simulations thermomécaniques capables d'estimer le risque de formation de fissures. Pour accompagner le développement de ce modèle, les chercheurs ont utilisé un équipement Varestraint de conception récente afin de réaliser des tests intensifs de soudabilité. Cet équipement Varestraint a permis aux chercheurs d'examiner la microstructure des matériaux. Lors des essais, ils ont appliqué à des échantillons une contrainte (force de pliage) parallèle à l'emplacement de la soudure. L'ampleur observée des fissures constituait une indication de la sensibilité à la fissuration à chaud. Les essais Gleeble, un autre protocole courant de test, ont également été utilisés pour déterminer les critères de fissuration à chaud. Avant les essais Gleeble, les échantillons ont subi un traitement à chaud de la zone affectée. Ils ont ensuite été testés à trois températures différentes: inférieure, égale et supérieure à la température de trempe de ductilité. Les chercheurs ont supposé que les matériaux sont extrêmement sensibles à la déformation plastique à une certaine plage de températures supérieures à leur température de solidification. Le modèle FE tient compte de ce facteur pour convertir les informations disponibles en un paramètre représentant le risque de formation de fissures à chaud. Les travaux de WELDMECS ont débouché sur des modèles par éléments finis simulant deux des essais expérimentaux les plus largement utilisés pour évaluer les effets de la chaleur et du formage. En réduisant la nécessité d'essais approfondis, ce procédé permettra de réduire les délais et les coûts liés à l'identification des conditions appropriées pour la fabrication des composants de moteurs d'avion. Mots‑clés Modélisation par éléments finis, soudage, moteur d'avion, WELDMECS, fissuration à chaud
