L'article traite des caractéristiques mécaniques et et de la microstructure de soudures TIG et A-TIG sur acier inoxydable austénitique 316L à la suite de l'optimisation multicritères du flux au moyen d'une méthode de formulation s'appuyant sur une optimisation par essaims particulaires
Durant cette étude, les effets d'oxydes pseudo-ternaires sur les caractéristiques mécaniques et la microstructure d'assemblages soudés en acier inoxydable 316 L réalisés par soudage TIG et par soudage A-TIG furent évalués.
L'innovation introduite par ces travaux réside dans l'utilisation d'une technique métaheuristique dite d'optimisation par essaims particulaires, permettant de développer un modèle mathématique de résistance à la traction au regard de la proportion des différents oxydes dans le flux. Un algorithme d'optimisation sous contraintes disponible sous Matlab 2020 fut utilisé pour définir les pourcentages optimaux d'une sélection de poudres, permettant de parvenir à une résistance à la traction maximale.
Les résultats obtenus indiquèrent que la composition chimique optimale du flux était la suivante : 32% de Cr2O3, 43% de ZrO2, 8% de Si2O et 17 % de CaF2. La résistance à la traction des assemblages réalisés par TIG conventionnel s'éleva à 571 MPa, alors que celle des assemblages réalisés au moyen du procédé A-TIG avec flux optimisé atteignit 600 MPa. Des essais de dureté furent également menés et on releva 176 HV pour les soudures A-TIG et 175 HV pour les soudures TIG conventionnel. L'énergie absorbée lors d'essais de résilience s'éleva quant à elle à 267 J/cm2 en soudage A-TIG optimisé contre 256 J/cm2 en TIG conventionnel. L'examen des zones de rupture par microscopie électronique à balayage indiqua une rupture de type ductile des soudures A-TIG, révélant une texture bien plus fine que celle ses soudures TIG. La profondeur de pénétration des soudures A-TIG avec flux optimisé s'avéra deux fois plus importante qu'en TIG conventionnel. Le ratio profondeur de pénétration/largeur des cordons fut 3,13 fois meilleur. Enfin, une analyse par spectroscopie à dispersion d'énergie révéla la présence de traces de soufre dans la zone fondue, dans le cas des soudures TIG.
Photo : Morphologies de lignes de fusion réalisés au moyen des procédés TIG (à gauche) et A-TIG (à droite)
- Auteur(s) : HEDHIBI A.C., TOUILEB K., DJOUDJOU R., OUIS A., ALROBEI H., AHMED M.M.Z.
- Affiliation(s) : El-Manar University, Tunis, Prince Sattam bin Abdulaziz University, Al-Kharj, Suez University
- Pays : Arabie Saoudite, Egypte
- Source : Materials, vol.14, n°23, novembre 2021, article n° 7139, pp. 1-17 (17 pages), en anglais
- Cote ISDOC : MATERIALS202123.7139
