Physico-chimie et Synthèse des Matériaux

Type : Projet du centre CRTI
Organisme : Centre de Recherche en Technologies Industrielles (CRTI)
Unité : Centre de recherche en technologie industrielles CRTI, Ex - CSC
Division : Division de Soudage et Techniques Connexes
Equipe résponsable : Equipe N°8 « Physico-chimie et Synthèse des Matériaux »
Période : 2016 - 2018
Version PDF : (.pdf)
Mots Clés : soudage, matériaux, modélisation, simulation, taille des grains, éléments additifs, structure métallique.
Description
Le projet vise à développer la physico-chimie des matériaux utilisés aussi bien dans les différents procédés de soudage (TIG, ATIG, MIG/MAG, Laser…) que dans les techniques connexes (traitement de surface, dépôt de couche, revêtement, métal d’apport…).Malgré que l’ensemble des matériaux a connu des développements considérables ces dernières années, mais généralement leur comportement en soudage reste limité en terme de connaissances, applications et recherche & développement. En premier lieu, pour construire et développer une base physico-chimique des matériaux à souder, il doit inclure tous les phénomènes mise en jeu (physique, chimique, thermiques, métallurgiques et mécaniques) et suivre leur interaction, précisément dans la zone affectée thermiquement (ZAT) et la zone fondue (ZF). Ces interactions sont toujours liées par trois facteurs : Matériau, paramètres et opération de soudage.En effet, les opérations de soudage sont caractérisées par des conditions de travail sévères et particulières de point de vue température et vitesse de refroidissement. Les paramètres de soudage tels que le courant de soudage, le diamètre des électrodes, le gaz de protection et le métal d’apport influencent significativement sur la qualité du cordon de soudure. De plus, il est parfois intéressant voir nécessaire de contrôler non seulement les paramètres durant l’opération de soudage mais aussi les paramètres prés-soudage et post-soudage. Ainsi, des matériaux présentant une aptitude aux transformations structurales, à haute température ou lors du refroidissement, doivent subir des opérations de préparation avant l’opération de soudage tel que le traitement thermique, dépôt de couches protectrices…L’analyse et le diagnostic des matériaux, prévus pour les opérations de soudage, permettent de déterminer les paramètres de leur fonctionnement. La corrélation de ces paramètres de fonctionnement facilitera la compréhension des phénomènes physico-chimique régissant leur fonctionnement et par conséquent maitriser l’opération de soudage notamment pour les matériaux difficilement soudables d’une part et largement utilisés dans plusieurs applications industrielles d’autre part.Le travail de recherche que nous proposons est consacré à la physico-chimie des matériaux utilisés en soudage. Après avoir examiné leurs modes de fabrication, leurs structures avant et après soudage et les conditions de formation des structures fragiles, nous présenterons l'examen des phénomènes qui régissent la physique de la formation des phases, en particulier les phases présentant des fragilités mécaniques et des risques aux fissurations. Nous proposons une étude approfondie des éléments additifs. En effet, après avoir recensé les principaux mécanismes d’insertion des éléments additifs, la synthèse et la fabrication de ces éléments, nous pouvons envisager de présenter le développement de nouveaux procédés basés sur la physico-chimie des matériaux ainsi que la synthèse des flux contenant les éléments additifs.