Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Gearbest Page Spécial sur les nouveaux clients, Grande Réduction @GearBest! promotion
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
Posté par Redbran le Vendredi 06/10/2017 à 12:00
Nouvelles méthodes de soudage pour l'industrie automobile
Les neutrons ouvrent la voie vers des véhicules optimisés qui résisteront aux collisions

- L'acier au bore est particulièrement approprié aux applications de l'industrie automobile. Il est attractif car il réduit le poids des véhicules et améliore la sécurité des passagers
- Il est essentiel de comprendre les effets du processus de soudage par points sur l'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de l’acier)...) au bore (Le bore est un élément chimique de symbole B et de numéro atomique 5.). Sur cette base, il sera possible d´optimiser les paramètres du processus dans le but de diminuer les tensions résiduelles et de rallonger la durée de vie (La vie est le nom donné :) des composantes.
- Pour la première fois, la corrélation entre le soudage par points et les contraintes résiduelles dans l'acier au bore a été déterminée de façon expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit d'approches de recherche basées...) par diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement transparent ; le phénomène peut être interprété par la diffusion d'une onde par les...) de neutrons à l'Institut Laue-Langevin (L'Institut Laue-Langevin (ILL), nommé ainsi en l'honneur des physiciens Max von Laue (physicien allemand 1879-1960) et Paul Langevin (physicien français 1872-1946) est un organisme de recherche...) (ILL)

L'acier au bore embouti à chaud est un acier à ultra-haute résistance utilisé dans de nombreuses industries, et particulièrement pour des applications de l'industrie automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est...). Une grande majorité des fabricants de véhicules utilisent l'acier au bore pour les composants structurels et les systèmes anti-intrusion des automobiles. Ces matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) dispose à la fois d'une grande résistance et d'un potentiel de réduction du poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est...), ce qui permet de construire des véhicules plus robustes tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en étant plus légers et plus sûrs pour les passagers.

Dans l'industrie automobile, une des principales méthodes d'assemblage est le soudage par résistance par points: plusieurs milliers de points de soudage sont réalisés sur un véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.). Le soudage par points expose la feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les tiges des plantes au niveau...) d'acier au bore se trouvant juste en dessous à des températures extrêmement élevées: le métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans...) dépasse la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid...) de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion...), puis se solidifie rapidement lors du refroidissement. Cela forme une zone de fusion dans laquelle le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) environnant (la zone affectée thermiquement) se contracte et les microstructures sont altérées.

Il est important de comprendre les effets exacts du soudage par points sur l'acier au bore, car les zones affectées thermiquement peuvent présenter une dureté (Il existe différentes définitions de la dureté : pour un solide (minéral ou métal) et pour l'eau.) réduite, qui peut à son tour raccourcir la durée de vie du matériau. Pour examiner la corrélation entre dureté et contraintes résiduelles, les mesures doivent être effectuées en un seul et même point (Graphie) de soudage. Il faut donc utiliser une méthode de mesure des contraintes résiduelles non destructive, afin, par la suite, de réaliser une coupe du point de soudage pour les essais de dureté. Parmi les méthodes non destructives possibles figurent la diffraction des électrons, des rayons X et des neutrons. Cette dernière méthode a été choisie en raison de la bonne pénétration en profondeur du faisceau de neutrons et du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) de sa jauge ( En tant qu'instrument de mesure : Une jauge est un instrument de mesure. On trouve par exemple : La jauge de contrainte, traduisant un effort mécanique en résistance électrique, La jauge Hibernia et...) cubique, qui est mieux adapté à la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures d'autres types d'espaces...) de l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) donné.

Un récent partenariat constitué de l'ILL, du WMG de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Warwick, de Tala Steel et de l'Engineering and Physical Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large....) Research Council (EPSRC) a mené une étude afin d'examiner la corrélation entre la dureté et les contraintes résiduelles dans l'acier au bore. Tala Steel a fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus...) les feuilles d'acier au bore nécessaires aux expériences qui ont été menées par les chercheurs de WMG sur la ligne SALSA (Stress Analyser for Large-Scale Applications) de l'ILL. Dans cette étude, la diffraction des neutrons a été choisie comme méthode de mesure des contraintes résiduelles en raison de sa capacité à pénétrer des matériaux lourds tels que l'acier au bore, et parce qu'elle offre la résolution la plus fine. La distribution de la dureté a été mesurée sur les mêmes points.

Pour la première fois, cette étude a déterminé expérimentalement une forte corrélation entre la réduction de la dureté dans les zones affectées thermiquement des points de soudage de l'acier au bore, et l'augmentation des contraintes résiduelles. Les résultats ont révélé le besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...) de développer de nouvelles méthodes de soudage qui auraient un impact moins néfaste que le soudage par points, en particulier car on ne peut en aucun cas éviter la réduction de la dureté lors de l'utilisation du soudage par points sur l'acier au bore.

Le Dr Neill Raath, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont...) associé du WMG et chercheur principal de cette étude, a déclaré: "Nos travaux futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) seront axés sur deux méthodes pouvant résoudre ce problème: le soudage par impulsion magnétique, qui ne fait pas appel à la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) et ne crée donc pas de zones affectées thermiquement, et un traitement thermique (Le traitement thermique d'une pièce consiste à lui faire subir des transformations de structure grâce à des cycles prédéterminés de chauffage et de refroidissement afin d'en améliorer les...) après soudage, qui contre les effets de réduction de la dureté liée au soudage par points. Ils bénéficieront largement aux industries qui utilisent l'acier au bore, notamment les industries automobile et agricole, ainsi qu'aux développeurs de matériaux qui peuvent utiliser ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) pour la modélisation et les essais destructifs dans leurs propres recherches."

Pour le Dr Thilo Pirling, scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) de l'ILL en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être transporté.) de l'instrument SALSA: "SALSA est un instrument parfaitement adapté à cette étude, car sa spécialité consiste à déterminer les contraintes résiduelles dans une grande variété de matériaux destinés à l'ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements d'une installation technique ou industrielle.), comme les aciers. Il permet également de diriger le faisceau sur de plus grandes structures. Dans ce cas précis, la nature non-destructive de la technique utilisée a permis d'analyser efficacement la corrélation des intérêts, puisque les profils de dureté ont pu être déterminés à partir d'un seul et même point de soudage, suite aux tests de diffraction des neutrons pour les contraintes résiduelles."

Référence publication:
Effect of Weld Schedule on the Residual Stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans le...) Distribution of Boron Steel Spot Welds, Raath et al.
Metallurgical and Materials Transactions, June 2017, Volume 48, Issue 6, pp 2900–2914. DOI: 10.1007/s11661-017-4079-9

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: Institut Laue-Langevin (ILL)