Dispositif expérimental de chauffage rapide par effet Joule

Dispositif expérimental de chauffage rapide par effet Joule
Daniel
1;2
MAISONNETTE ,
1LaMCoS,
INSA-Lyon
1
NELIAS
Daniel
2AREVA
TA
Contexte et objectifs du dispositif
Observation MET
du 6061-T6 après
chauffage à 400 °C
Etude de qualification anticipée du caisson du RJH (Réacteur Jules Horowitz)
Etude de l’alliage d’aluminium 6061-T6 à durcissement structural
Les propriétés mécaniques du matériau sont liées à son état de précipitation (distribution de
taille des précipités)
Evaluer l’influence mécanique de l’état de précipitation sur les caractéristiques mécaniques à
température ambiante et à chaud
Représenter le chargement thermique imposé par une opération de soudage FE dans la ZAT
(vitesse de chauffage de l’ordre 200 °C/s)
Système de chauffage par effet Joule
Schéma électrique
Effet Joule un courant électrique
traverse l’éprouvette
Utilisation d’une alimentation électrique
triphasée de puissance maximale
50 kW, fabriquée par Cecla
Régulation possible si U ≥ 2V ceci
n’est pas possible avec l’éprouvette
seule car sa résistance est trop faible
Ajout d’un résistor en graphite pour
augmenter la tension aux bornes du
générateur
Eprouvette [ 6 mm ; L=100 mm
La grande longueur de l’éprouvette
permet d’obtenir un gradient
thermique suffisamment faible pour
effectuer des caractérisations précises
2 – 10 V
0 – 5000 A
Résistor
Éprouvette
R = 0,13 mΩ
Photos du système de chauffage
Redresseur
(pont de diodes)
Chargements thermiques
Charg. Therm. mesurés
Mors en cuivre
Courant
Entretoise isolante
(Vetronite)
Capteur de
courant
Eprouvette
Transformateur
Barres de sortie
Circuit de
refroidissement
Utilisation du dispositif expérimental
Mise en place de l’éprouvette
Réglage des PID du dispositif de chauffage
Pour obtenir une vitesse de chauffage constante
(représentative du soudage FE) utilisation
obligatoire du correcteur P seul prise en compte de
l’erreur statique dans la commande
Le correcteur I n’est pas utilisable à cause de
l’augmentation de vitesse pour annuler l’erreur statique
Comparaison Gleeble
Exemple de résultats
+ Essais de torsion possibles (extensomètre bi-axial)
+ Partie mécanique plus performante (encombrement, capacité, vitesse)
+ Chauffage plus rapide lors de mesures mécaniques (limité sur la Gleeble)
- Régulation difficile à partir de 150 °C/s non rencontrée sur la Gleeble
- Performances moyennes au refroidissement
Influence de la température atteinte sur les propriétés
mécaniques à température ambiante
<daniel.maisonnette,daniel.nelias>@insa-lyon.fr
LaMCoS, Université de Lyon, CNRS, INSA-Lyon UMR5259, 18-20 rue des Sciences - F69621 Villeurbanne Cedex