Résumé
Dans le but de réduire la consommation d'énergie, les constructeurs travaillent sur l'emploi de matériaux légers, comme les alliages d'aluminium, pour diminuer le poids des véhicules. Ces modifications imposent une amélioration constante des procédés de fabrication, en particulier en soudage. L'accroissement des vitesses de soudage sur les alliages d'aluminium provoque l'apparition de défauts tels que la fissuration à chaud. La compréhension de ce phénomène est un problème complexe faisant intervenir le procédé, le matériau et le chargement mécanique. Les méthodes expérimentales d'investigation de ce défaut sont nombreuses, mais ces essais s'avèrent souvent difficiles à interpréter. L'objectif de ce travail est d'étudier, au travers d'un essai simple, la relation entre la microstructure générée par l'opération de soudage et la sensibilité à la fissuration, afin d'améliorer les modes opératoires de soudage. Un essai original a été développé consistant à appliquer une précontrainte de traction contrôlée dans la direction de soudage sur une tôle d'alliage d'aluminium 6061 de faible épaisseur, avant de réaliser une ligne de fusion avec le procédé TIG. Cet essai permet l'initiation de fissures en régime de soudage établi, au sein de la zone pâteuse où des mécanismes complexes de solidification sont mis en jeu. La morphologie des grains joue un rôle crucial dans l'initiation de la fissure. Elle est fonction de l'intensité et de la vitesse de soudage, ainsi que de la géométrie de l'éprouvette. Elle se caractérise par la forme, la taille mais aussi la direction de croissance des grains qui influencent l'initiation de fissures. Des observations in situ, à l'aide d'une caméra rapide, et post mortem, à partir de macrographies et de micrographies, ont permis d'analyser la microstructure et les fissures éventuelles de chaque éprouvette. Un scénario d'initiation de fissures a ainsi pu être proposé, en fonction de la morphologie des grains. Les relations entre paramètres de soudage, morphologies de la structure de grains générée, et sensibilité à la fissuration à chaud ont été discutées. Enfin, à partir de résultats expérimentaux, des solutions d'optimisation du procédé seront proposées en tenant compte des interactions procédé/ matériau.