Soutenance de thèse de Guillaume FILLIARD

17/11/2016

Contribution à la qualification du procédé industriel de soudo-brasage laser acier-aluminium à grande vitesse 


 

L’allégement des véhicules est un objectif incontournable dans l’industrie automobile. Parmi les voies exploitées par les constructeurs, le déploiement d’alliages d’aluminium pour le pavillon permet un allégement de plusieurs kilogrammes. C’est pourquoi, le procédé de soudo-brasage laser occupe une place de choix pour l’assemblage hétérogène pavillon aluminium/caisse acier. Cependant, en plus des problèmes liés à l’hétérogénéité du joint soudé (formation de composés intermétalliques par exemple), des difficultés inhérentes à la production en grande série émergent : un environnement avec de fortes contraintes industrielles, un niveau de conformité élevé et robuste ainsi qu’une cadence de production imposant des grandes vitesses de soudo-brasage comprises entre 4 et 6 m/min et adaptée à des configurations exploitables industriellement. L’objectif de ce travail de thèse est de conduire une analyse physique et technologique du process de soudo-brasage laser pour un assemblage hétérogène allégé pavillon/caisse. Dans un premier temps, un ensemble d’hypothèses sur l’influence de la physique du procédé, des variables process et de l’environnement d’étude sur la conformité et la reproductibilité de ces assemblages furent établies. Leur validation ensuite a été réalisée par des essais à l’échelle 1 sur une installation laser de production industrielle, prolongée par des analyses de la métallurgie et de la microstructure des assemblages ainsi que d’une simulation numérique du procédé. La physique du procédé en lien avec les paramètres du process de soudo-brasage laser acier/aluminium à haute vitesse a été identifiée. Les variables énergétiques ont montrées un fort impact sur le niveau de conformité atteint ainsi que sur la dispersion des résultats. Celles-ci tendent à influencer fortement les phénomènes physiques mises en jeu et notamment la thermique à l’interface acier/aluminium, impactant directement la formation des composés intermétalliques et leurs microstructures. Différentes tailles de grains ont été observés en fonction des paramètres process, contrôlant ainsi la tenue mécanique des assemblages soudo-brasés. La modulation in fine du cycle thermique de soudo-brasage, piloté par la physique activée du process, permet de discriminer les configurations les plus optimales pour une application industrielle du procédé. 


Directeur de thèse : Mohamed El Mansori

Co-encadrement : Sabeur Mezghani


Mr. Mirentxu DUBAR, Professeur des Universités (Rapporteur), LAMIH-UMR CNRS 8201, Université de Valenciennes et de Hainaut-Cambrésis (UVHC), Valenciennes 

Mr. Jean-Michel BERGHEAU, Professeur des Universités (Rapporteur), LTDS UMR 5513 / ENISE, Saint Etienne 

 


 

Mr Alexandre MATHIEU, Maître de Conférence (Examinateur), ICB-UMR 6303/Laser et Traitement des Matériaux, Université de Bourgogne 

 Mr. Hassan ZAHOUANI, Professeur des Universités (Examinateur), LTDS UMR 5513 / ENISE, Saint Etienne  

M. Mohamed EL MANSORI, Professeur des universités (Examinateur), MSMP-EA7350, Arts et Métiers ParisTech

M. Sabeur MEZGHANI, Maître de Conférences (Examinateur), MSMP-EA7350, Arts et Métiers ParisTech, 

 Mr. Mathieu DE METZ-NOBLAT, Responsable UET Assemblages et Innovations (Invité), Renault, Technocentre, Guyancourt

 Mr. Christian BREMONT, Expert SDES (Procédés de Soudage) (Invité), Renault, Technocentre Guyancourt