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Predicting and managing weld induced distortion in thin-walled, steel structures

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Un meilleur soudage de l'acier pour réduire les coûts de construction navale

Des chercheurs européens ont mené des analyses expérimentales et numériques complètes de fines plaques de métal soudées ayant la possibilité de baisser le taux de défauts qui alourdit considérablement les coûts de construction navale.

Technologies industrielles

Le soudage est le moyen d'assemblage privilégié pour les plaques de métal. Cependant, les fines plaques d'acier soudées utilisées en vue de construire des bateaux plus légers sont sujettes à une distorsion accrue, ce qui limite leur utilisation et augmente les coûts par bateau en raison des défaillances lors de leur application. Des mesures expérimentales associées à une modélisation par éléments finis ont été utilisées par des chercheurs financés par l'UE travaillant sur le projet Distortion («Predicting and managing weld induced distortion in thin-walled, steel structures») afin d'identifier le rapport entre les paramètres du procédé de soudage et les contraintes des matériaux préexistants en vue de minimiser la distorsion. Une étude expérimentale approfondie de plaques d'acier fabriquées dans un alliage très résistant et soudées bout à bout a été menée. Celle-ci comprenait des mesures des températures de transformation, ou températures auxquelles une transformation en phase se produit durant le chauffage ou le refroidissement, étant donné que la transformation à basse température (LTT - low transformation temperature) peut renforcer la résistance à la fatigue. Le rapport a été évalué en mesurant les contraintes résiduelles à l'aide de la technique de diffraction de neutrons. Par ailleurs, la cinétique concernant le rapport entre la température de transformation et la microstructure des soudures réalisées a fourni des informations utiles pour la modélisation par éléments finis. Les chercheurs ont appliqué l'approche numérique à une analyse thermo-élasto-plastique des plaques soudées pour prévoir la distorsion dans les structures à paroi mince. L'algorithme efficace a facilité la sélection du matériau pour le fil de soudure LTT afin d'obtenir le niveau de contrainte désiré de la soudure finale. Les nombreuses simulations et analyses expérimentales de structures en acier soudées à paroi mince ont abouti à des propositions d'optimisation des procédés et matériaux entraînant une distorsion moindre dans ces structures d'une importance cruciale pour le secteur des transports maritimes. Par la suite, les résultats du projet devraient permettre d'appréhender différemment les nombreux paramètres touchant la distorsion dans les plaques d'acier soudées à paroi mince, avec le potentiel de réduire considérablement les coûts de main d'œuvre dans les chantiers navals qui doivent remanier des pièces.

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