Dépôt WAAM CMT d'acier inoxydable 316L : caractérisation mécanique et microstructurale et modèle prédictif par champ de phase
Résumé
Le procédé WAAM (dépôt de fil métallique par soudage à l'arc) est idéal pour le prototypage rapide de grandes pièces (~mètre) et la réparation de pièces coûteuses en aciers moulés [1]. Contrairement aux méthodes de réparation manuelles, le WAAM permet une meilleure maîtrise des paramètres et offre des conditions de travail améliorées pour les opérateurs. L'Université de Cranfield montre que la fabrication WAAM conduit à une réduction de matière première et de coût de 55 % pour des nervures en acier [1]. Plusieurs articles de synthèse dédiés à la fabrication additive par WAAM [2, 3, 4] montrent que seuls des dépôts simples (murs) sont analysés. Les études dédiées à l'acier inoxydable 316L déposé par CMT (Cold Metal Transfer) [4, 5-8], montrent la relation étroite entre les paramètres du procédé et la microstructure finale. Zeng et al. [9] ont quant à eux approfondi l'étude de la relation entre les paramètres du procédé et la microstructure du NiTi déposé par WAAM TIG. La littérature se limite au constat des microstructures et de la résistance monotone obtenue. A notre connaissance, il n'y a pas de démarche d'optimisation des propriétés d'usage. Dans ce travail, la caractérisation d'un dépôt CMT d'acier inoxydable 316L élaboré en conditions industrielles montre une dispersion non acceptable de l'allongement à rupture, testé selon 3 directions orthogonales. Des observations en microscopie optique et électronique ont permis de détecter la forme des cordons et l'orientation des dendrites. La santé de l'interface dépôt-substrat, particulièrement importante pour les réparations a été caractérisée. Des défauts profonds non détectables par ultra-sons ont été révélés. Un nouveau modèle combinant une approche en champ de phase et de l'apprentissage non surveillé permet de classifier les cordons et de prédire les orientations cristallines [10].
Domaines
Sciences de l'ingénieur [physics]Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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