Modélisation du Comportement du Bain Fondu lors d’une opération de Soudage TIG Pulsé dans un Chanfrein étroit

Le soudage à l’arc est un des procédés de référence pour l’assemblage de composants métalliques chez Framatome. Afin de garantir la qualité des assemblages soudés et pour prévoir les caractéristiques de la soudure, il convient de maîtriser le procédé de soudage mais aussi d’avoir une compréhension approfondie des interactions au sein du bain fondu.

Pour contribuer à cela, l’objectif de ce travail est de développer un modèle numérique transitoire qui permet la prédiction du comportement de la zone fondue au cours des cycles de pulsation d’intensité en des temps de calcul raisonnables. L’application industrielle étudiée est de type chanfrein étroit, en acier inoxydable, utilisant le procédé TIG pulsé dit TOCE (TIG Orbital à Chanfrein Etroit), et différentes synergies sont testées. La simulation numérique est utilisée ici comme outil d’analyse prédictive (in situ) qui fournit des données complémentaires à celles obtenues expérimentalement.

L’aspect prédictif des simulations dépendant des choix de modélisation, il est nécessaire de prendre en compte les principaux phénomènes physiques régissant le bain (transferts thermiques, écoulement fluide, électromagnétisme), mais aussi l’apport de matière, à l’aide de la méthode Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE).

Le développement du modèle magnéto-thermohydraulique avec apport de matière est ici réalisé avec le logiciel Comsol Multiphysics®