Mesure de température d’interface lors d’un soudage par résistance par point

Le soudage par résistance par point est le procédé le plus utilisé pour l’assemblage des véhicules automobiles. Il utilise l’effet Joule généré par un courant électrique de plusieurs milliers d’ampères pour porter deux ou trois tôles pincées entre deux électrodes en cuivre au-delà de leur température de fusion. Si le procédé est bien connu depuis des dizaines d’années [1], le développement de nouveaux matériaux pour l’allègement des véhicules (aciers, aluminiums, composites...) apporte de nouveaux problèmes opératoires. Pour étudier ces difficultés, la simulation numérique est utilisée pour prédire le développement d’une soudure plus rapidement et à moindre coût [2]. La durée du procédé est d’environ 300 ms. L’initiation de l’échauffement a lieu au niveau des interfaces tôle-tôle et électrode-tôle, là où les résistances de contact électrique et thermique prédominent par rapport aux résistances propres des tôles. L’épaisseur des interfaces étant de l’ordre de la dizaine de micromètre, l’échauffement interfacial est difficile à quantifier notamment avec des méthodes de mesures intrusives par thermocouple. Cette communication présente une méthode de mesure de la température aux interfaces. L’observation in situ par caméra infrarouge rapide est rendue possible en soudant en bord de tôles avec des demi-électrodes et avec des paramètres opératoires adaptés [2]. La caméra utilisée, de haute fréquence d’acquisition, est équipée d’un objectif permettant une résolution micrométrique de la scène, dont la température va de l’ambiance à la fusion des tôles. Une attention particulière est portée sur la difficulté d’étalonner la caméra, notamment à cause de l’effet de taille de source [3] très présent dans cette configuration rendant la mesure d’autant plus difficile.   [1] E. Geslain, P. Rogeon, T. Pierre, C. Pouvreau, L. Cretteur, Coating effects on contact conditions in resistance spot weldability, Journal of Materials Processing Technology, 253, 160-167, 2018.  [2] E. Geslain, P. Rogeon, T. Pierre, C. Pouvreau, L. Cretteur, Overheating induced by Al-Si coating during spot welding of a dissymmetrical three sheets assembly, 12th International Seminar on Numerical Analysis of Weldability, Graz, 2018.  [3] Bart, M., van der Ham, E. W. M., & Saunders, P. (2007). A new method to determine the size-of-source effect. International Journal of Thermophysics, 28, 2111-2117.

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