Identification des mécanismes de rupture sur des soudures par point de friction malaxage

Sandrine BOZZI (1,2), A.L. HELBERT (1,2), T. BAUDIN (2,1), B. CRIQUI(3), J.G. KERBIGUET(3)
(1) Université Paris-Sud, UMR8182, ICMMO, Laboratoire de Physico-Chimie de l'Etat Solide, Orsay, F-91405;
(2) CNRS, Orsay, F-91405.
(3) Technocentre Renault Guyancourt, 1 avenue du Golf, Guyancourt, F-78288

Le soudage par friction malaxage permet un assemblage sans fusion qui présente de nombreux avantages pour des applications mettant en œuvre des matériaux réputés difficilement soudables, tels que les alliages d'aluminium. Ce procédé montre alors toute son utilité dans l'optique d'un allègement des structures automobiles qui nécessite l'introduction de l'aluminium.

La présente étude se concentre sur l'assemblage par point de friction malaxage entre tôles d'aluminium ainsi qu'entre tôle d'aluminium et tôle d'acier. Dans le but d'optimiser la tenue mécanique, il est important, dans un premier temps, de comprendre les mécanismes de rupture mis en jeu.

En ce qui concerne le soudage de l'aluminium, un seul mode de rupture a été observé : il s'agit d'un détachement entre les deux tôles engendré par une propagation de fissures qui contournent la zone de malaxage des points de soudure. Ensuite, en analysant mécaniquement les modes d'ouverture des fissures, il a été possible de déterminer la géométrie des soudures conduisant à une tenue mécanique optimale en traction-cisaillement.

En ce qui concerne le soudage entre aluminium et acier, il existe différents modes de rupture : une décohésion entre l'accroche d'acier et la tôle d'aluminium, ou une déchirure de la tôle d'aluminium. Cette étude a montré que la rupture des points de soudures est principalement régie par la quantité et la nature des intermétalliques qui se forment entre l'aluminium et l'acier.