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Comment l'analyse SEM peut-elle être utilisée pour caractériser un joint de soudure ?

La microscopie électronique à balayage (MEB) est une technique utilisée pour caractériser les coupes transversales des joints de soudure afin d'identifier la cause première d'un défaut de soudure. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes de détection différentes pouvant être utilisées avec un MEB, les deux méthodes les plus courantes sont la détection par électrons rétrodiffusés (BSE) et la détection par électrons secondaires (SEI).

On confond souvent, à tort, les termes « BSE » et « SEI ». Il est important de garder à l’esprit que ces deux méthodes de détection produisent des micrographies qui se prêtent mieux à l’observation de deux caractéristiques différentes d’un matériau. Les micrographies SEI sont plus adaptées à l’étude des caractéristiques de surface d’un matériau, telles que les ruptures par fracture ou la rugosité de surface. Les micrographies BSE pénètrent plus profondément dans la surface du matériau pour produire des micrographies très détaillées de sa microstructure et de ses joints de grains. C'est pourquoi la méthode BSE est plus adaptée à l'examen de la couche intermétallique d'un joint de soudure.

Comme le BSE pénètre plus profondément dans le matériau, il dépend de la masse atomique de celui-ci. Le SEI provient de la surface du matériau ; il est donc indépendant de la masse atomique de ce dernier. De plus, le BSE est moins sensible à un polissage de surface de mauvaise qualité, car les électrons proviennent de sous la surface.

Sur les images ci-dessus, vous pouvez constater que les micrographies de gauche, obtenues par SEI, fournissent davantage de détails sur la surface, tandis que celles de droite, obtenues par BSE, fournissent davantage de détails sur les joints de grains. Comme vous pouvez le constater, si vous recherchez des informations sur une surface à l’aide d’une micrographie obtenue par BSE, vous risquez de passer à côté de certains détails essentiels. À l'inverse, si vous essayez d'utiliser une micrographie SEI pour examiner la microstructure d'un matériau, vous risquez également de passer à côté de certains détails essentiels.