Conclusion

Tout d’abord, pour ce qui est des résultats des essais de fatigue des joints SFM et leur caractérisation métallurgique, les principales conclusions sont :

 les essais de fatigue de soudures faites sur des plaques épaisses de 9,53 mm en alliage d’aluminium 6061-T6 donnent des résultats assez performants sur l’aspect de la vie en fatigue à cycle élevé. Des courbes de conception sont proposées pour plusieurs conditions de soudure SFM, en suivant la méthode statistique de l’IIW. Avec un degré de probabilité de survie de 95%, la courbe S-N moyenne est ajustée en considérant l’écart-type, l’effet de taille du spécimen et un degré de confiance de la méthode ;

 pour la configuration de soudure optimisée (PW), tous les résultats obtenus sont supérieurs à la courbe de conception de l’ADM Cat. A, qui se définit comme le matériau aluminium de base soumis à un chargement axial. En ajoutant les résultats de cette étude à ceux de Guo, la pente de la courbe S-N égale à 7,61, qui s’apparente à celle de la Cat. A (𝑚 = 6,85) en plus de la courbe FAT62 (𝑚 = 7,0) ;

 pour la condition de soudure avec décalage axial du côté avançant (MAS) inférieur à 1,0 mm, une diminution de la vie en fatigue par rapport aux soudures PW est observée. L’écart dans les données est plutôt considérable, ce qui engendre une courbe de conception en fatigue inférieure à la courbe de l’ADM Cat. B. Un décalage du côté avançant supérieur à 1,0 mm est inacceptable, en raison de la présence d’une cavité de surface assez profonde qui fait diminuer dramatiquement la vie en fatigue ;

 un décalage axial du côté reculant (MRS) inférieur à 1,0 mm donne des résultats en fatigue quelque peu supérieurs au décalage MAS, avec beaucoup moins de dispersion. Ceci s’explique par la géométrie moins agressive au pied de soudure lorsque la plaque surélevée est du côté reculant ;

 dans la norme AWS D17.3, les critères de décalage axial des pièces et de sous-épaisseur (underfill) de la zone soudée ne sont pas adaptés à des soudures SFM de longues pièces, comme dans les tabliers de pont. En effet, obtenir une soudure de classe A ou B selon ces critères est difficile avec des extrusions, vue la tolérance géométrique initiale permise par les fabricants dans le procédé d’extrusion. Au niveau des performances en fatigue, une soudure n’est pas forcément à risque si elle de classe C ;

 la présence d’un trou de ver (WH) de taille estimée entre 0,25 et 0,9 mm a un effet négatif sur la vie en fatigue, mais donne des résultats supérieurs aux courbes de conception de l’ADM Cat. B et de la FAT62. Cinq échantillons sur dix ont fracturé directement dans le noyau, où les fissures de fatigue se sont initiées dans le vide interne. Ceci engendre aussi une dispersion des données importantes, mais très faible lorsque ce sont seulement les cinq échantillons ayant fracturé dans le noyau qui sont considérés. Ce défaut est difficilement réalisable avec des paramètres de soudage optimisés et une configuration d’outil adéquate. Il est aussi facilement détectable par une inspection non destructive aux ultrasons ;

 un modèle simple de prédiction basé sur la mécanique de rupture linéaire élastique a été développé selon la loi de Paris-Erdogan. Des constantes plus adaptées ont été proposées pour la condition PW. Cependant, ce modèle

LEFM demeure limité à un chargement axial en traction et à un seul site d’initiation et de propagation de fissure.

Pour ce qui est des résultats de l’étude de comparaison qualitative et quantitative des équipements de soudage SFM ces principales conclusions sont avancées :

 les forces de soudage très élevées dans le soudage SFM affectent les déformations de la structure d’un équipement. Naturellement, ces déformations sont plus importantes pour les équipements flexibles tels que le robot polyarticulé. Cet équipement a d’ailleurs subi plusieurs problèmes de déformation ou de vibration excessives lors du soudage dans certaines combinaisons de paramètres ;

 la rigidité d’un équipement a un effet sur la qualité d’un joint, plus particulièrement sur l’amplitude et la géométrie d’une strie de surface ainsi que sur la présence de défauts. Avec la fraiseuse, équipement non spécialisé, certaines combinaisons de paramètres non optimisées ont généré des défauts de surfaces ou internes qui sont absents avec des équipements spécialisés comme le portique. Un travail plus rigoureux d’optimisation d’une soudure est donc important lorsqu’une fraiseuse universelle est utilisée à cette fin ;  pour l’alliage 6061-T6, une relation entre la rigidité, le rapport de vitesse et

l’amplitude des stries a été observée. En augmentant le rapport de vitesse 𝑘 = 𝜔 /𝑣, l’amplitude moyenne des stries augmente pour un équipement plus rigide alors qu’elle diminue pour un équipement plus flexible. Les résultats obtenus avec l’alliage 1375-50 n’ont toutefois pas permis de valider cette relation ;

 la période entre deux stries consécutives est indépendante de la rigidité d’un équipement. Elle dépend uniquement de la vitesse d’avance et de la vitesse de rotation de l’outil. À chaque rotation de l’outil, une strie apparaît ;

 chaque type d’équipement comporte son lot d’avantages et d’inconvénients, qui pourrait influencer les besoins des industriels désireux d’investir dans la technologie SFM au sein de leur entreprise. Une évaluation des besoins basée

sur un amalgame de plusieurs caractéristiques, pas seulement le coût, doit être réalisée ;

 il a été plus difficile d’être aussi catégorique dans l’évaluation quantitative. Aucune tendance n’est dessinée d’avance par rapport aux résultats des essais de caractérisation mécanique et physiques d’une soudure faite avec les trois équipements différents. Le travail d’optimisation d’une soudure doit alors être adapté à chaque équipement. Il a été quand même observé que des soudures de bonne qualité peuvent être conçues avec les trois types d’équipement, qu’il soit spécialisé ou non.