Lorsque les soudeurs fusionnent des métaux, ils n'utilisent pas toujours des métaux avec des compositions similaires. Souvent, des soudures dissemblables sont nécessaires pour créer la structure la plus redoutable.

Daryush Aidun, professeur de génie mécanique et aéronautique à l'Université Clarkson, est venu au réacteur à isotope à haut flux (HFIR) du Laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) pour étudier les contraintes résiduelles dans les soudures de métaux dissemblables. En utilisant l'installation de cartographie des contraintes résiduelles neutroniques (NRSF2), ligne de faisceau HFIR HB-2B, L'objectif d'Aidun est de mieux comprendre comment et où les contraintes sont réparties dans les soudures dissemblables afin d'améliorer leur intégrité structurelle.

"Des soudures différentes se produisent lorsque vous soudez des matériaux de deux systèmes d'alliage différents, " a déclaré Aidun. "Parce que ces matériaux ont des caractéristiques différentes, ce type de soudage peut produire des contraintes résiduelles importantes, connue sous le nom de contrainte résiduelle.

« Le soudage de métaux différents devient maintenant très important pour les industries pétrochimiques et énergétiques en raison d'incitations économiques. Nous devons savoir où les contraintes, en particulier les contraintes de traction, sont réparties dans ces soudures et comment nous pouvons les minimiser. »

Dans son expérience au NRSF2, Aidun étudie les niveaux de contrainte dans les aciers inoxydables et à faible teneur en carbone avant et après leur soudage.

"Quand on dit acier et inox, nous parlons vraiment de deux métaux différents, " dit Aidun. "Ils ont des propriétés thermo-physiques différentes, qui joue un rôle crucial dans leur soudabilité les uns aux autres. Leur conductivité thermique et leur coefficient de dilatation thermique par rapport aux contraintes résiduelles sont particulièrement affectés."

Parce que les neutrons sont très pénétrants, ils sont particulièrement utiles pour cette recherche. "Les rayons X sont bons pour voir un millimètre ou deux à l'intérieur d'un matériau, mais les neutrons peuvent pénétrer plusieurs millimètres plus profondément, " dit Paris Cornwell, un associé scientifique à HFIR qui a aidé Aidun avec son expérience. "Cela nous permet de collecter plus de données et de voir ce qui se passe au plus profond d'une soudure."

L'impact réel de ce type de recherche est de grande envergure, dit Aidun. « Si vous soudez des tuyaux par exemple, disons même quelque chose comme l'oléoduc transcanadien, vous pouvez finir par souder des métaux différents à un moment donné. Vous devez savoir où se concentrent ces contraintes résiduelles. Sinon, vous risquez de créer une soudure faible et de faire face à une éventuelle défaillance structurelle."