Characterization of local mechanical properties of Al/Cu Magnetic Pulse Welded joints under high strain rates using synchrotron X-ray imaging
Caractérisation locale des propriétés mécanique de soudures Al/Cu produites par Soudage par Impulsion Magnétique sous haute-vitesses de déformation et imagerie à rayons-X synchrotron
Résumé
Magnetic Pulse Welding (MPW) is a method of growing interest allowing the joining of dissimilar materials such as aluminum and copper. The global mechanical properties of the joint are often evaluated with conventional tests, using the fully welded joint. However, these cannot elucidate the local mechanical properties of the joint or its interface when subjected to high strain rates loads. Cubic samples of Al/Cu have been designed and extracted from MPW joints, in order to locally characterize the mechanical properties. Samples were exposed to high strain-rate loading using the Split-Hopkinson Pressure Bar (SHPB) coupled to ultra-fast synchrotron X-ray radiography in order to investigate related failure processes in-situ. The measurements of the interface evolution were related to the macroscopic applied load. In addition, synchrotron microtomography was performed on the samples before mechanical deformation. Aside from the feasibility proof, this work provides, for the first time, the correlation of the interfacial opening evolution and the influence of pre-existing cracks of the weld. It is observed that, the pre-existing cracks at the interface correspond to the initiation sites of interfacial separation between the two dissimilar metals.
Le Soudage par Impulsion Magnétique (SIM) est une méthode dont l'intérêt est croissant permet de joindre des matériaux dissimilaires tels que l'aluminium et le cuivre. Les propriétés mécaniques globales des soudures sont souvent évaluées au travers de tests conventionnels, en utilisant le joint complet. Cependant, ceux-ci ne peuvent déterminer les propriétés mécaniques locales du joint ou de son interface lorsqu'elle est soumise à des chargements sous haute-vitesses de déformation. Des échantillons cubiques d'Al/Cu ont été dessinés et extraits à partir de joints SIM (MPW), dans le but de caractériser les propriétés mécaniques locales. Les échantillons ont été soumis à des haute-vitesses de déformation par l'utilisation de barres de compression Split-Hopkinson (SHPB) couplées à des radiographies ultra-rapide à rayons-X synchrotron pour étudier les phénomènes de rupture in-situ. Les mesures de l'évolution de l'interface ont été reliées au chargement macroscopique appliqué. De plus, des micro-tomographies synchrotron ont été réalisées sur les échantillons avant la déformation mécanique. En plus de la preuve de faisabilité, ce travail apporte, pour la première fois, une corrélation entre l'évolution de l'ouverture interfaciale et l'influence de fissures préexistantes au sein de la soudure. Il a été observé que, ces fissures préexistantes à l'interface correspondent aux sites d'initiation de la rupture interfaciale entre les deux métaux dissimilaires.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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