Simulation numérique du soudage par point : caractérisation et modélisation des résistances de contact

Le soudage par résistance par point est le procédé le plus utilisé dans l’industrie automobile pour l’assemblage de la structure en acier des véhicules. C’est un procédé rapide et économique utilisant l’effet Joule pour faire fondre deux ou trois tôles pincées entre deux électrodes en cuivre. Si le procédé est bien connu, le développement des nouveaux aciers plus performants visant à alléger les véhicules conduit à de nouvelles configurations de soudage.

Les outils numériques pour ce procédé sont bien développés. Il reste cependant des interrogations sur la modélisation des résistances de contact, responsables de forts échauffements aux interfaces. D’un point de vue électrique, ce sont les constrictions de courant au niveau des rugosités des surfaces en contact qui conduisent à un pic de production de chaleur par effet Joule. D’un point de vue thermique, c’est le flux de chaleur entre les tôles chaudes et les électrodes plus froides qui est perturbé par les aspérités.

Les résistances de contact électrique sont caractérisées par deux méthodes différentes puis utilisées dans un modèle numérique sur Comsol Multiphysics®. Il s’agit d’un modèle limité aux phénomènes électrothermiques.

Enfin, les résultats numériques sont comparés à des observations par caméra infrarouge dans les premiers instants, puis à des coupes macrographiques pour le développement de la soudure.

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