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Influence de la vitesse de soudage par friction malaxage sur les propriétés mécaniques locales et la microstructure d’un alliage d’aluminium Al-6%Mg

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Grandmont, Philippe (2020). Influence de la vitesse de soudage par friction malaxage sur les propriétés mécaniques locales et la microstructure d’un alliage d’aluminium Al-6%Mg. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Un aspect du procédé FSW ayant rarement été abordé est l’influence des paramètres de soudage sur les propriétés mécaniques locales des différentes zones affectées par le soudage. Plus précisément, l’évaluation des propriétés mécaniques locales en utilisant une méthode d’essais mécanique par poinçonnage, appelée Shear Punch Testing (SPT). Il existe aussi très peu d’études portant spécifiquement sur le soudage FSW d’alliages d’aluminium écrouis contenant plus de 5% de Mg. Afin de combler ces lacunes, l’objectif de ce projet est de quantifier l’effet des paramètres de soudage par friction-malaxage sur les propriétés mécaniques locales et la microstructure d’un alliage Al-6%Mg-H18. Pour ce faire, deux soudures ont été produites à différentes vitesses d’avance (50 mm/min et 120 mm/min) et leurs microstructures respectives ont été analysées en détail par microscopie EBSD. Des essais mécaniques de microdureté et SPT ont été effectués pour évaluer les propriétés mécaniques locales de chaque soudure. Des différences importantes de microstructure et de propriétés mécaniques ont été observées entre les deux soudures. La microdureté a d’abord été liée aux microstructures observées dans chacune des zones affectées par le soudage. La comparaison des résultats SPT avec la microdureté a aussi permis de valider l’utilisation du Shear Punch Test comme méthode d’essais mécanique complémentaire aux essais de microdureté. Le SPT a permis de mesurer avec précision la résistance mécanique des zones affectées par le soudage, mais s’est avéré moins approprié pour l’évaluation des contraintes d’écoulement. Néanmoins, beaucoup d’informations sur le comportement mécanique des zones affectées par le soudage ont pu être extraites des courbes contrainte-déplacement SPT. Ces informations ne pouvant pas être acquises par microdureté, les résultats des essais SPT ont soulevé des questions non rapportées auparavant dans la littérature scientifique relative au soudage FSW.

Titre traduit

Effect of friction stir welding parameters on local mechanical properties and microstructure of an Al-6%Mg aluminum alloy

Résumé traduit

One aspect of FSW process that has rarely been discussed is the influence of the welding parameters on the local mechanical properties of the different zones affected by the welding. Specifically, the evaluation of local mechanical properties using a mechanical testing method known as Shear Punch Testing (SPT). There are also very few studies focusing specifically on FSW welding of work hardened aluminum alloys containing more than 5% Mg. In order to fill these gaps, the objective of this project is to quantify the effect of friction stir welding parameters on the local mechanical properties and the microstructure of an Al-6% Mg-H18 alloy. To do this, two welds were produced at different feed rates (50 mm / min and 120 mm / min) and their respective microstructures were analyzed in detail by optical and electron microscopy including EBSD. Microhardness and Shear Punch Testing were also carried out to assess the local mechanical properties of each weld. Significant differences in microstructure and mechanical properties were observed between the two welds. Microhardness was first linked to the microstructures observed in each of the areas affected by welding. The comparison of SPT results with microhardness also validated the use of the Shear Punch Test as a mechanical test method complementary to microhardness testing. The SPT made it possible to accurately measure the mechanical resistance of the zones affected by welding but proved to be less suitable for the assessment of flow stresses. However, a lot of information on the mechanical behavior of the zones affected by welding could be extracted from the SPT stress-displacement curves. As this information cannot be acquired by microhardness testing, the results of the SPT tests allowed studying of new aspects not reported to date in the scientific literature related to FSW.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie mécanique". Comprend des références bibliographiques (pages 115-122).
Mots-clés libres: soudage par friction-malaxage, alliage d'aluminium, microstructure, propriétés mécaniques, EBSD
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Jahazi, Mohammad
Codirecteur:
Codirecteur
Bélanger, Pierre
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 26 janv. 2021 21:02
Dernière modification: 26 janv. 2021 21:02
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2608

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