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Conclusion Générale
Le travail présenté dans ce thème, traite essentiellement et sous différents aspects, le comportement mécanique et métallurgique d’un acier faiblement allié à fable pourcentage en carbone (0,19 %C) après son soudage par le procédé du soudage automatique à l’arc électrique sous flux solide avec l’usage d’un métal d’apport de composition chimique relativement proche à celle du métal. Et après un traitement thermique de recuit à température de 930 °C pour une durée de maintien de 05 minutes appliqué juste après l’opération de soudage de ce métal au sein de l’entreprise SNS BAG BATNA.
La succession de ces deux procédés (soudage et traitement thermique) représente une partie de l’hiérarchie de fabrication de la bouteille à gaz ménagère B11/13, que subit le métal suscité à son état livré et dont la nomenclature commerciale est BS2.
Dans ce cadre, plusieurs techniques de caractérisations ont été utilisées afin d’investiguer le comportement de ce métal.
L’analyse des résultats expérimentaux obtenus à permis de tirer certains commentaires dont le plus important est cité ci après.
Après procédé de soudage, une zone visiblement détectable est crée, celle-ci s’appelle la Zone Affectée Thermiquement (ZAT), retrouvée dans toute la littérature du soudage, les paramètres mécaniques de celle-ci se comporte de manière très fluctuante, l’essai de micro dureté à dévoiler les effets du soudage dans cette zone ainsi que dans la Zone Fondue ZF de par et d’autre du joint soudé.
Les valeurs obtenues montrent, qu’au centre de la Zone de Fusion (ZF) ou cordon de soudure, ces valeurs sont maximales est elles décroissent proportionnellement et de manière relativement symétrique par rapport au centre du cordon de soudure dans la ZAT jusqu’à reprendre les valeurs initiales dans la zone du Métal de Base MB (c’est la région qui n’a pas subie les conséquences du flux d’énergie de la chaleur du soudage).
Cette variation de dureté se voit reflétée aussi par les observations optiques réalisées, et qui montrent clairement plusieurs zones différentes de part et d’autres de la ZF avec des
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proportions de phases différentes dans les quelles nous constatons la présence des gros grains ferritiques α, de la ferrite de Widmenstätten et des petites colonies de perlite.
La spectrophotométrie par émission à aussi permis de donner une idée du comportement de migration des éléments chimiques dans cette zone et la remarque essentielle est que le carbone (C), le Nickel (Ni) et la Manganèse (Mn) s’orientent en grande proportion de la ZF vers la ZAT, ce qui explique globalement l’augmentation de dureté dans cette zone.
La caractérisation EBSD montre l’effet de la direction de l’écoulement de chaleur sur le grossissement des tailles des grains de la ferrite et confirme que les joints soudés sont caractérisés par la présence de gros grains près de la ligne de fusion et que ces gros grains sont orientés vers les directions du flux de chaleur causé par l’énergie de soudage.
Aussi dans la région de la ZAT, les grains sont plus gros que ceux du métal de base et la structure des grains dans la ZF sont moins homogène que celle du métal de base ou dans la ZAT, en raison du taux de refroidissement après le soudage.
Nous remarquons que l’hétérogénéité de température due à l’apport ponctuelle de chaleur de soudage provoque une hétérogénéité microstructurale le long du cordon de soudure dans la ZF, celle-ci affecte malheureusement de manière nocive les propriétés mécaniques de ce dernier.
Après procédé de traitement thermique de recuit de normalisation que suggère et impose la chaîne de production des bouteille à gaz B11/13 à température de 930 °C et un maintien de 20 minutes, à noter que cette température est choisie juste supérieure à 910 °C (Ac3 : températures des recuits des aciers) de quelques degrés pour accélérer l’homogénéité de la température du four dans tous le métal, en même temps d’altérer les contraintes internes résiduelles qui se voient piégées dans le métal lors du procédé de soudage.
Le maintien de 20 minutes permet l’accomplissement de la normalisation du recuit et un refroidissement à l’air calmé à température de 300 °C est prévu, de cette manière les ségrégations chimiques dues à la solidification rapide lors du procédé de soudage sont éliminées et les propriétés mécaniques dans la ZAT et le métal fondu telles que (dureté, ductilité et en traction aussi) deviennent relativement similaire à ceux du métal de base.
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Par le biais de l’étude numérique, nous avons pu déduire la direction du flux de la chaleur de l’énergie de soudage et voir son effet sur la ZAT de notre cas d’étude.
La conformité de la majorité des résultats obtenus après les caractérisations réalisées, nous à encouragé à poursuivre d’autres caractérisations plus complexes dont la caractérisation Neutrons.
Cela nous permettra de voir plus claire les textures existantes dans les régions des soudures avant et après traitement thermique de recuit, ainsi que les plans et les directions d’orientations privilégier de ces derniers.
C’est ce que nous projetons d’accomplir dans le proche futur dans ce domaine de recherche.
139 Résumé des travaux de la thèse
Les effets conséquent du procédé de soudage automatique à l’arc électrique sous flux solide utilisé dans la chaîne de production des bouteilles à gaz de l’entreprise SNS BAG BATNA sur l’acier faiblement allié et à faible pourcentage en carbone (0,19 %C), avec ajout du métal d’apport relativement de même composition chimique que celui du métal considéré ont fait l’objet d’une large investigation dans l’aspect mécanique et métallurgique.
Une multitude de caractérisations ont été réalisées pour cet objectif, de la microscopie optique, de la MEB, de l’EBSD, de la DRX, de la micro dureté et des essais de traction ont révélé ces effets.
L’identification de différentes zones de part et d’autre du joint soudée telle que la Zone Fondue et la Zone Affectée Thermiquement créées suite au procédé de soudage. Il à été clairement remarqué et un suivi de la fluctuation des valeurs des paramètres mécaniques et des différentes structures métalliques dans ces zones à révélé que la taille des grains, leurs directions privilégiées et la composition chimique de ces zones sont affectées par le flux de l’énergie de soudage et une étude numérique simulant ce flux à été réalisée.
A signaler qu’au cours de la fabrication de la bouteille à gaz, un traitement thermique succède l’opération de soudage. Une étude sur les effets du traitement thermique de recuit à 930°C que subit cette bouteille a aussi fait l’objet de notre étude par l’ensemble des caractérisations suscitées et une analyse et une étude numérique ont étés faites.