L’acier au bore est utilisé dans l’industrie automobile pour sa légèreté couplée à une très haute résistance (environ 1 100 Newtons par mm2), tant dans les composants structurels que dans les systèmes anti-intrusion des véhicules. Pour assembler les feuilles d’acier au bore, les constructeurs utilisent le soudage par points, une méthode qui consiste à chauffer le métal jusqu’à ce qu’il dépasse la température de fusion. Plusieurs milliers de points de soudage sont ainsi réalisés sur chaque véhicule. Or, les zones de fusion peuvent présenter une dureté réduite, qui affecte la durée de vie du matériau.
Les neutrons pour observer les altérations du métal
Une équipe de chercheurs du département WMG de l’Université de Warwick a donc voulu comprendre le lien entre soudage par points et réduction de la dureté de l’acier. Pour cela, ils ont projeté un faisceau de neutrons sur des zones de fusion et ont observé comment le matériau diffracte ce faisceau. Cette technique leur a permis de mesurer les contraintes présentes dans le matériau, même en l’absence de charge (aussi appelées contraintes résiduelles), et créées par le processus de soudage. Ils ont ensuite réalisé des coupes sur ces mêmes points de soudage pour en tester la dureté.
L’étude a été menée en partenariat avec l’entreprise sidérurgique Tata Steel qui a fourni l’acier, l’Institut Laue-Langevin (ILL) qui a mis à disposition l’instrument de mesure SALSA, et le Conseil britannique de la recherche en ingénierie et en sciences physiques (EPSRC). Bilan : les chercheurs ont mis en évidence la corrélation entre la réduction de la dureté de l’acier dans les zones de fusion et l’augmentation des contraintes résiduelles.
Trouver des méthodes de soudage alternatives
« Nos travaux futurs seront axés sur deux méthodes pouvant résoudre ce problème : le soudage par impulsion magnétique, qui ne fait pas appel à la chaleur et ne crée donc pas de zones affectées thermiquement, et un traitement thermique après soudage, qui contre les effets de réduction de la dureté liée au soudage par points, a conclu le Dr Neill Raath, chercheur associé du WMG. Ils bénéficieront largement aux industries qui utilisent l’acier au bore, notamment les industries automobile et agricole, ainsi qu’aux développeurs de matériaux qui peuvent utiliser ces données pour la modélisation et les essais destructifs dans leurs propres recherches. »
