Magnetic Pulse Welding (MPW) facilitates the permanent joining of dissimilar metallic materials through the sudden impact generated by a magnetic pulsed field. The process can introduce distinct morphological features at the interface of bi-material joints, which subsequently affect the joint’s quality and durability. This article delves into the investigation and quantification of various interfacial morphologies in Aluminum/Copper and Aluminum/Steel joints, using high-energy phase-contrast synchrotron micro-tomography. Surface topography is extracted from 3D tomographic datasets between dissimilar materials, enabling a comprehensive comparison between different material pairings and various locations within the weld. The study analyses and compares the roughness parameters of these surfaces. Moreover, it describes the interface’s waves and vortexes through diverse morphological metrics, encompassing their shape and size. The results provide evidences that vortexes evolve in three dimensions, with lateral growth and collapse. The waves and vortexes shapes promote material interlocking, increasing the contact area between the dissimilar materials by up to 20%. The interface morphology of Al/Cu joints exhibits higher roughness and a greater number of vortexes compared to Al/Fe joints. Lastly, the findings reveal the presence of interface damage in the form of pre-existing discontinuities.

Couplages Matériaux-Procédés en conditions dynamiques extrêmes : une étude du Magnéto-Soudage: L'objectif de ce travail de thèse était d'étudier l'impact du procédé du magnéto-soudage sur les propriétés des matériaux, ainsi que des caractéristiques du joint obtenu. Différents couples de matériaux ont été étudiés, une attention particulière a été portée sur le couple Cuivre/Cuivre (Cu/Cu) et Aluminium/Cuivre (Al/Cu).Pour évaluer ces joints, différentes techniques de caractérisations ont été utilisées et ce à différentes échelles afin d’évaluer la qualité de la soudure d’une échelle globale (macro), à une échelle plus fine (micro). Ainsi, des essais destructifs en traction et compression ont permis de démontrer que ces tests n’étaient pas suffisants pour caractériser finement les joints produits et évaluer leur santé.Des tests en nano-indentation ont cependant permis d’évaluer plus finement les évolutions des propriétés mécaniques induites par le magnéto-soudage et notamment à l’interface.Par la suite, ces propriétés mécaniques ont pu être corrélées aux propriétés microstructurales en utilisant différentes mesures obtenues par EBSD. Il a été possible de déterminer que les variations de dureté observées pouvaient être reliées à une recristallisation locale de l’interface pour les soudures Cu/Cu.Ce travail propose également une approche novatrice de la caractérisation non-destructive de ce type de joints, par l’utilisation de la micro-tomographie à rayons-X, afin de sonder l’interface des joints. Cette méthode a notamment permis de reconstruire en 3D l’interface de contact, entre les deux matériaux dissimilaires soudés. Cette méthode a également permis de définir deux types de vortex à l’interface, avec des morphologies différentes. Ces différentes analyses permettent d’apporter un regard nouveau sur la compréhension des évolutions induites par le magnéto-soudage et de possibles explications pour améliorer notre compréhension de la formation de ce type de soudure.