Développement d'une approche couplée Automates Cellulaires – Eléments Finis pour la modélisation du développement des structures de grains en soudage TIG

A coupled Cellular Automaton – Finite Element approach for the modelling of grain structure development in TIG welding

CEMEF UMR CNRS 7635, Mines ParisTech, BP. 207, 06904 Sophia Antipolis, France

Résumé

Dans le domaine du soudage, les propriétés finales du cordon sont fortement liées à la structure de grains développée au cours des procédés de fusion / resolidification. La maîtrise des propriétés de l'assemblage final passe ainsi par une amélioration de la connaissance de sa structure de ce domaine. Dans cet objectif, un modèle couplé Automates Cellulaires – Eléments Finis est proposé pour simuler le développement, en volume, de cette structure, dans le cadre du soudage TIG. Ce modèle est appliqué au soudage d'acier Duplex 2202 et l'évolution de la structure de grains selon les paramètres procédés est discutée.

Abstract

In the welding area, the final properties of the weld bead are mainly induced by the grain structure developed during the melting and solidification steps. The mastery of the properties of the joining will be achieved with a better knowledge of the developed grain structure. A 3D coupled Cellular Automaton – Finite Element model is proposed in order to simulate the grains development in TIG process. This model is applied to the welding of a duplex stainless steel grade. The grain structure evolution is discussed for the various process parameters.