Analyse des propriétés mécaniques de joints à recouvrement en aluminium 2024-T3 AlClad soudés par friction-malaxage et impact de la préparation de surface

Dans ce mémoire, les propriétés mécaniques de joints à recouvrement en aluminium 2024-T3 AlClad soudés par friction-malaxage sont étudiées. Le soudage par friction-malaxage est un procédé récent qui est de plus en plus utilisé dans les domaines de l'aérospatiale et des transports. Cette technique est appelée à remplacer les méthodes de soudage conventionnel et de rivetage puisqu'elle possède plusieurs avantages, permettant généralement de réduire le poids total de l'assemblage et de joindre des alliages difficilement soudables par fusion. Plusieurs paramètres de soudage régissent la qualité du joint, comme les vitesses d'avance et de rotation. Il est par contre intéressant de s'attarder à des paramètres moins étudiés actuellement, mais qui peuvent affecter les propriétés mécaniques et potentiellement rendre plus efficaces les procédures de soudage. C'est le cas des étapes de préparation de surface des pièces avant la réalisation de la soudure. L'objectif principal du projet est de déterminer si l'état de surface des pièces avant le soudage par friction-malaxage peut influencer les propriétés mécaniques lors de sollicitations monotones et cycliques pour des joints à recouvrement en alliage d'aluminium 2024-T3 AlClad. Des recommandations adéquates quant à la préparation de surface pour les soudures étudiées sont ensuite être émises et permettent de guider les industriels dans le développement de leurs procédures de soudage. Le deuxième chapitre présente une revue de littérature. La composition chimique et les propriétés mécaniques du matériau utilisé pour les joints, l'aluminium 2024-T3 AlClad, y sont d'abord examinées. Le procédé du soudage par friction-malaxage est ensuite présenté. Le fonctionnement général, les types de joints qu'il est possible de produire ainsi que la préparation de surface des pièces sont abordés. Une section de ce chapitre est dédiée à l'état de contrainte et à la rupture lors d'une sollicitation monotone uniaxiale d'un joint à recouvrement. Le phénomène de la flexion secondaire est expliqué et les types de rupture sont présentés. Les facteurs pouvant affecter cette rupture, comme les discontinuités géométriques, la microstructure du joint et la présence d'oxydes ou de revêtement AlClad sont détaillés. Ces facteurs sont repris dans la section sur l'état de contrainte et la rupture lors d'une sollicitation cyclique uniaxiale d'un joint à recouvrement. Il ressort principalement de cette revue de littérature que les oxydes sont difficiles à disperser pendant le soudage par frictionmalaxage de joints à recouvrement et qu'ils peuvent diminuer la résistance mécanique lors d'une sollicitation monotone.