Les aciers pour emboutissage à chaud utilisés dans les FSL (flans soudés au laser) actuels sont généralement revêtus d’un alliage aluminium-silicium (AlSi) qui protège l'acier pendant l’emboutissage à chaud. Ce revêtement permet aux équipementiers d'utiliser un processus d'emboutissage à chaud simplifié qui élimine la calamine et la décarburation superficielle sans besoin de gaz de protection.

Le produit fini, à savoir le FSL, présente d’excellentes propriétés de protection contre la corrosion.

Si le revêtement AlSi n'est pas éliminé avant le soudage au laser, l'aluminium se mélangera à l'acier fondu pendant cette opération. Tout résidu d’aluminium dans la soudure aura un effet néfaste sur la dureté de cette dernière, ce qui pourrait se solder par des ruptures à très faible résistance. Si la teneur en aluminium dépasse la limite pour la combinaison d'acier utilisée, la soudure pourrait se fragiliser.

Regardez notre courte vidéo pour voir comment l'aluminium affecte les soudures sur les FSL...

Selon la composition du flan, la fragilisation de la pièce peut se produire avec une teneur en aluminium de l’ordre de 0,3 % seulement.

L'ablation partielle est le processus qu’utilise ArcelorMittal Tailored Blanks pour réduire et contrôler la pollution par l'aluminium. Développé par l’équipe Global R&D d’ArcelorMittal, le processus d'ablation partielle enlève une bande très étroite du revêtement AlSi sur les bords supérieur et inférieur du flan. Ce qui garantit que la teneur en aluminium dans la soudure restera inférieure à la limite.

Le processus d'ablation partielle est effectué dans le cadre du soudage au laser. La largeur de la bande éliminée peut être mesurée et contrôlée. La couche intermétallique reste en place pour continuer d’assurer la protection contre la corrosion de l'acier sous-jacent.

Regardez comment fonctionne le processus d’ablation partielle d’ArcelorMittal...

Bien que l'ablation partielle soit la technologie la plus couramment utilisée pour les FSL faits d’aciers pour emboutissage à chaud revêtus d’un alliage AlSi, une autre solution est disponible.

L'alternative à l'ablation partielle consiste à ajouter beaucoup plus de matériau d'apport à la soudure pour tenter de diluer l'aluminium de manière adéquate. La composition chimique du matériau d’apport est différente de celle de l'acier utilisé dans le flan. Ce matériau d'apport contient généralement une certaine quantité d'éléments gammagènes - comme le carbone, le manganèse et le nickel - pour contrer les effets négatifs de l'aluminium.

Le principal problème de ce processus est que le niveau de dilution de l'aluminium ne peut être ni mesuré avec précision ni garanti. Ce qui implique :

• que des poches d'aluminium concentré peuvent rester dans la soudure après le soudage au laser ;
• qu’il n'existe aucun système de contrôle en ligne permettant de vérifier la teneur en aluminium dans la soudure. Il est donc difficile de garantir que la soudure ne se fragilisera pas. Seuls des essais destructifs peuvent prouver que le matériau d'apport a suffisamment dilué l'aluminium.

Lors du lancement d’une nouvelle combinaison de FSL, ArcelorMittal Tailored Blanks valide l’efficacité de son processus à l’aide d’une procédure d'essai rapide qui confirmera le comportement dynamique de la pièce. Cette nouvelle procédure est un essai Charpy qui permet de s'assurer que les FSL restent ductiles après ablation. L’essai confirme que le processus d'ablation partielle a éliminé l'aluminium de la soudure et assure le comportement ductile de la soudure. Cet essai est beaucoup plus simple à mettre en œuvre et moins onéreux que d’autres méthodes qui nécessitent un essai de choc sur une pièce terminée.

L’essai Charpy développé par ArcelorMittal Tailored Blanks a confirmé que la dilution est moins efficace que l’ablation partielle. Ce qui est particulièrement important lorsqu'il s'agit de prévoir le comportement dynamique d'un FSL en cas d’accident.

Grâce à l’essai Charpy, ArcelorMittal Tailored Blanks a démontré que les essais statiques n'indiquent pas précisément la fragilité potentielle d'une soudure réalisée selon la méthode de dilution.