MESURES ET MODELES DE LA RESISTANCE ELECTRIQUE DE CONTACT

MESURES ET MODELES DE LA RESISTANCE ELECTRIQUE DE CONTACT

Electrical contact resistance can be considered as one of the key inputs for resistance spot welding simulation. According to a number of previous studies devoted to characterize and measure the contact resistance, it is revealed that the contact resistance behavior is temperature/pressure dependent. It is believed that the contact resistance values and models play a role on both thermal history and weld spot geometry. The measurement technique of the contact resistance is delicate and not easy because of the interface topography. The second part is concentrated on a survey of the contact models documented in the literature and a model establishment. To take into account the effect of pressure/temperature, an exponential model is proposed to characterize the contact behaviors of both non-coated and coated sheets. The model coefficients given from the experiments can be used for the contact characteristics in our finite element analysis database. The influence of pressure/temperature on the resistance is investigated and underlined. According to these results, it is found that both pressure and temperature play a role on the contact resistances. Increasing temperature and/or pressure result in the decrease of the contact resistance. Our experiment results show a good agreement compared with those previous reports documented in the literature. Only a slight difference can be observed for the contact resistance as a function of temperature. However, the verification of the recent contact resistance through the simulation models is still indispensable to insure the further use of these contact resistances for our next generation RSW models. une utilisation de cette donnée dans le calcul aux éléments finis, il va falloir établir un modèle de contact, qui prend en compte l’effet de la température/pression. Plusieurs modèles de résistance dans la bibliographie sont présentés, et puis nous proposons un modèle adapté tenant en compte la dépendance de la pression et température. Pour la modélisation, la résistance statique ne peut pas être introduite directement dans la base de données, car cette donnée est obtenue à froid en faisant varier l’effort. On fait la mesure en simulant la condition de soudage en atelier. L’avantage de cette mesure est la possibilité de corréler la résistance statique et la soudabilité de nuances, par exemple dans le cas du soudage d’acier revêtu organique. Cette corrélation concerne la largeur du domaine, et la durée de vie des électrodes. L’évolution possible de la RSG de l’assemblage double épaisseur nu ou revêtu est illustrée sur la Fig. 4.1. La comparaison de la RSG en fonction de la pression entre tôle nue et revêtue sur la Fig. 4.1a montre que la RSG de tôle revêtue est plus faible que celle de tôle nue, et la dispersion de mesure diminue avec la pression de serrage (§Fig. 4.1b.)

La résistance statique globale est la mesure de la résistance ohmique totale aux bornes de l’électrode pour un effort donné. Un courrant continu de faible intensité est appliqué et cette résistance globale peut être calculée par ‘ ∆U / i ’. Au CRDM, les essais sont réalisés sur la machine Languepin®. Les dispositifs de l’essai sont schématisés sur la Fig. 4.2. L’instrumentation de mesure RSG se compose de-(§Fig. 4.2b) : 25 × 300mm. pour une série de 10 points et le coupon de 25 × 25mm. sont utilisées pour mettre en évidence s’il existe un effet des dimensions sur la RSG. Les tôles sont ébavurées et nettoyées d’abord au chiffon sec avant la mesure, puis on applique l’éthanol pour le dégraissage de surface de la tôle. La surface active de l’électrode est aussi nettoyée au chiffon, et l’éthanol avant chaque série de 10 essais. L’effort est appliqué de manière croissante, l’incrément de charge étant généralement de 50 daN. On réalise 10 mesures pour une valeur d’effort. Les efforts sont augmentés jusqu’à un effort fournissant la stabilisation de la valeur de RSG et l’écart type associé. Pour éviter certaines dérives de courant par les bords de tôles ébavurés, une bande de scotch est placée sur les bords de tôle.  La machine Languepin® permet d’appliquer l’effort de mesure après d’avoir descendu la tête lentement sans pression. Cette dernière permet d’éviter l’impact de l’électrode supérieure sur la tôle. Après avoir attendu quelques instants la stabilisation du zéro de microOhm-mètre.