Impact de la fissuration a chaud sur la tenue mécanique des liaisons heterogenes Ta/TA6V

Le soudage par laser impulsionnel est un procédé à haute densité d’énergie permettant de réaliser des assemblages hétérogènes mettant en jeu des matériaux aux propriétés thermo-physiques notablement différentes. Malheureusement ce type d’assemblage peut être fragilisé par des fissures dites à chaud, générées au cours du processus de solidification du fait des écarts importants entre les températures de fusion et entre les coefficients de dilatation des pièces à assembler. C’est typiquement le cas de l’assemblage hétérogène Ta-TA6V faisant l’objet de la présente étude. La première partie de l’étude est consacré à la problématique d’assemblage. Après avoir présenté les propriétés des matériaux à assembler, les mécanismes de fissuration à chaud sont détaillés. La seconde partie de cette étude est consacrée à l’impact des fissures sur la tenue mécanique des assemblages. En fatigue, la limite d’endurance de liaisons fissurées ou non à l’issue du procédé a tout d’abord été identifiée. L’impact des hétérogénéités chimiques sur le comportement mécanique sous chargement monotone a ensuite fait l’objet d’une attention particulière. Pour cela, des éprouvettes ont été instrumentées par lithographie (dépôt de plots permettant de mesurer la déformation) et les essais ont été réalisés in-situ dans un MEB afin de mettre en relation les sites d’activité plastique prépondérante avec la microstructure locale (orientation granulaire identifiée par EBSD et composition chimique). Une approche numérique au sein du logiciel COMSOL Multiphysics a permis de corréler les microstructures observées avec les cycles thermiques subis en différents point de la zone de soudage. Pour de forts incréments de déformations, une fissure s’initie dans le matériau le plus dur et le moins ductile : le TA6V. Cette fissure suit ensuite un chemin de propagation tortueux, directement lié à la présence d’interfaces entre des zones de type cellulaire dendritique et des amas riches en tantale.