Hybrid/tandem laser-arc welding of thick low carbon martensitic stainless steel plates

Résumé

Lorsqu’il est question de produire des turbines pour l’industrie de l’hydroélectricité, il est crucial d’atteindre de hauts standards d’efficacité dans le processus de production et de maximiser la durée de vie à long terme du produit final. Des plaques épaisses d’acier inoxydable martensitique à faible carbone sont couramment utilisées pour la fabrication de ce type de turbine. Le soudage des composantes d’une turbine à hydroélectricité est un défi considérable, car les pièces à assembler sont de très grande dimension. Le procédé conventionnel de soudage requiert dans ce cas des préparations très larges et un soudage en plusieurs passes pour remplir la préparation, ce qui génère d’assez grandes zones de fusion et élargit la zone affectée par la chaleur. Le nouveau procédé de soudage hybride/tandem laser-arc a été développé pour offrir un rendement très avantageux dans la production et pour améliorer la qualité globale des roues de turbines hydroélectriques. C’est en combinant l’énergie à haute densité et la rapidité du soudage au laser, avec la facilité de remplissage du soudage à l’arc, que ce nouveau procédé a le potentiel d’augmenter la productivité et de diminuer la quantité de consommable. L’objectif général de cette recherche est de mieux expliquer les multiples problèmes reliés au soudage hybride laser-arc dans l’assemblage de plaques épaisses d’acier inoxydable martensitique à faible carbone (13%Cr – 4%Ni), et de trouver des solutions pour réduire le nombre de passes nécessaires au soudage du joint avec ce procédé développé assez récemment. La qualité du joint de soudage a été examinée au niveau de la microstructure afin d’évaluer les défauts et les propriétés mécaniques directement après le soudage et après le traitement thermique. Une attention particulière a été portée au procédé hybride/tandem laser-arc ainsi qu’passe d’amorçage à la racine. En visant le soudage de différentes épaisseurs de plaques d’acier inoxydable martensitique à faible carbone, cette recherche se concentre sur deux objectifs particuliers: • le soudage en une seule passe avec le procédé de soudage hybride laser-arc de l’acier inoxydable martensitique à faible carbone d’une épaisseur de 10 mm. • Le soudage en plusieurs passes avec le procédé hybride/tandem laser-arc de l’acier inoxydable martensitique à faible carbone d’une épaisseur de 25 mm.

Date	19 sept. 2016
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Tan Pham (Directeur(-trice)) & Jean Luc Fihey (Codirecteur(-trice))