Renforcement par soudure d’une section d’un élément de structure métallique

Abstract

Le procédé de soudage présente une modélisation très complexe car il implique des couplages entre des phénomènes mécaniques, thermiques et métallurgiques qui conduisent à la création des contraintes et des déformations résiduelles irrégulièrement distribuées au niveau de la section soudée. Cet article porte sur une étude expérimentale du comportement thermomécanique d’une poutre isostatique en profilé laminé renforcée par des éléments métalliques, assemblés au moyen de cordons de soudures et sollicitée par une charge concentrée (essai de flexion trois points). L’impact de la technique de soudure employée (cordons continus et discontinus) sur le comportement de l’élément est analysé. Des modèles numériques sont étudiés en utilisant un code de calcul basé sur la méthode des éléments finis où l’effet thermique dû à l’opération de soudage est pris en considération. Les résultats obtenus sont en très bon accord avec ceux expérimentaux.

Mots clés: Soudage, Modélisation, Déformations résiduelles, Eléments finis

English Title: A section reinforcement of a metal structure element by welding

English Abstract

The welding process presents a very complex modelling because it involves couplings between the mechanical, thermal and metallurgical phenomena which lead to the creation of stresses and residual strains irregularly distributed at the welded section level. This paper relates to a thermomechanical behavior's experimental study of an isostatic beam in reinforced rolled section of metallic elements by means of weld seams and solicited by a concentrated load (three-point bending test). The welding technique impact used (continuous and discontinuous weld seams) on the element behaviour is analysed. Numerical models are studied using a calculation code based on the finite element method, and the thermal effect due to the welding operation is taken into consideration. The obtained results are compared with those obtained experimentally. The results obtained are in very good agreement with the experimental ones.

Keywords: Welding, Modeling, Residual deformations, Finite elements