Stage CEMEF 2020 : Simulation numérique du laminage de soudure

Description de l'offre

Contexte :
Le laminage continu
Lors du laminage continu à froid sur la ligne LC2I d’APERAM à Isbergues (62), les tôles d’acier inoxydable issues de bobines de métal laminé à chaud sont soudées bout-à-bout par procédé MAG pour faciliter les transitoires et limiter les arrêts du laminoir, un train tandem à 2 cages. Cette soudure est réalisée avec apport de matière, un autre acier inoxydable.

La problématique
Les soudures sont des zones de potentielle fragilité, soit dans la masse du métal d’apport, soit à l’interface métal d’apport / métal de base. APERAM constate pour certaines gammes de produits des ruptures en sortie de première passe de laminage à froid.

L’analyse du problème
Une première étude a été réalisée en 2019 par simulation numérique (logiciel Eléments Finis Forge®), comparée à la base de données expérimentales de l’entreprise. L’importance de la géométrie de la soudure a été démontrée et expliquée, en liaison avec les étapes de sa pénétration de dans l’emprise ente les cylindres. D’autres facteurs entrent en jeu : rapport de dureté métal de base / métal d’apport, contraintes résiduelles, tensions de bande, processus amont (avant laminage)… L’objectif de cette année est de passer à des opérations plus sévères où le laminage est actuellement impossible, de classer ces facteurs par ordre d’importance afin de permettre la mise en œuvre du procédé industriel.

Objectifs :
Contribuer à la mise en place du laminage des soudures :
- réaliser une étude bibliographique sur les problèmes rencontrés avec la soudure en laminage continu ou dans des circonstances voisines ;
- construire le (les) modèle(s) jugé(s) pertinent(s) pour l’étude de ces ruptures et réaliser leur simulation numérique avec le logiciel Éléments Finis Forge® ;
- analyser les résultats théoriques, les confronter aux données sur laminoir et proposer des solutions.

Durée: 6 mois à partir de février ou mars

Profil recherché

Niveau Bac + 5 (PFE ingénieur ou M2)
Compétences : modélisation numérique et analyse mécanique

À propos de Mines Paristech - Cemef

Leader mondial dans le domaine des matériaux, des procédés et de leur modélisation, le CEMEF réalise une recherche partenariale avec l'industrie et forme des experts (doctorats et mastère spécialisé). Pluridisciplinaire, le CEMEF étudie tous les types de matériaux (métaux et alliages métalliques, polymères synthétiques et issus de la biomasse, composites, béton...) et de procédés industriels en s’intéressant aux différentes étapes de la vie du matériau : élaboration -> mise en forme -> traitements thermiques -> assemblage -> propriétés d'usage -> recyclage Elément majeur d’innovation, sa compréhension du comportement des matériaux aux différentes échelles, de l'interaction outil-matière, de l’impact des procédés sur les propriétés finales permet l’optimisation et le développement de procédés de fabrication de plus en plus complexes et contraints (technologie, énergie, environnement…). Il s’appuie sur des approches couplant techniques expérimentales et modélisations numériques Le CEMEF, c'est plus de 160 ingénieurs, chercheurs, étudiants, techniciens, animés par la même curiosité face à la complexité des phénomènes, la même envie de se dépasser pour agrandir le champ des connaissances, le même goût du défi scientifique. C’est un centre de recherche de MINES ParisTech, associé au CNRS.