This work investigates the mechanical behaviour of resistance-welded thermoplastic composites under both static and fatigue conditions for skin/stringer and lap shear welds. The first configuration was chosen in order to represent a typical reinforced aerospace composite structure. It consists of a flange laminate, representing a stringer or frame, welded onto a skin laminate. The effects of various resistance welding parameters on the weld quality and mechanical performance of a carbon fibre/poly-ether-ether-ketone (APC-2/AS4) composite skin/stringer are first investigated. The results show that the input power level and clamping distance, i.e., the distance between the connector to the power supply and the edge of the weld, have a significant influence on the weld quality. Then, the mechanical performance and the failure modes of the skin/stringer specimen are studied using the optimum welding conditions. Failure modes typically encountered with adhesively bonded thermosetting resin composites skin/stringer configuration are obtained. Diverse stress concentration reduction methods at the flange tip are also investigated. The most efficient one is to machine a taper angle at the flange tip after the welding operation. A novel solution to prevent current leakage in carbon fibre composites is developed where a ceramic (TiO2) coating is applied to the heating element. Excellent electrical insulation is obtained which results in a more uniform temperature distribution at the weld interface. Furthermore, the coating does not affect the weld static mechanical performance. The fatigue properties are then investigated and the APC-2/AS4 skin/stringer joints present indefinite fatigue lives at 40% and 35% of their static damage initiation loads, for unidirectional and quasi-isotropic specimens, respectively. The previously developed ceramic coating does not affect the fatigue properties of the welds. The heating element mesh size is optimised for carbon fibre/poly-ether-k

Ce travail présente une étude de la performance mécanique statique et dynamique de matériaux composites à matrice thermoplastique assemblés par soudage par résistance pour des géométries de joints de type « revêtement/raidisseur » et « joint recouvrement ». La première géométrie représente une structure typique rencontrée dans l'industrie aérospatiale. Elle consiste en un laminé, représentant un raidisseur, soudé sur un autre laminé, représentant un revêtement. L'effet des différents paramètres de soudage sur la qualité des joints est d'abord étudié pour le joint revêtement/raidisseur composé de fibre de carbone/poly-éther-éther-kétone (APC-2/AS4). Les résultats montrent que la puissance électrique fournie à l'élément chauffant et la distance de connexion, soit la distance entre le connecteur et le côté du joint, ont des effets significatifs sur la qualité des joints produits. La condition de soudage optimale est ensuite utilisée pour étudier la performance mécanique et les modes de rupture des échantillons revêtement/raidisseur. Un mode de rupture semblable à des joints revêtement/raidisseur faits de composites thermodurcissables collés est observé. Diverses méthodes de réduction de la concentration de contraintes sur les côtés du raidisseur sont étudiées. La méthode la plus efficace consiste à machiner des angles de chaque côté du raidisseur après que l'opération de soudage soit complétée. Une solution, qui consiste en l'application d'un revêtement de céramique (TiO2) sur l'élément chauffant est ensuite proposée pour contrer le problème de court circuit. Cette solution offre une bonne isolation électrique, améliore l'uniformité de la température à l'interface du joint et n'influence pas les propriétés mécaniques des joints sous chargement statique. Finalement, les propriétés des joints soudés en fatigue sont étudiées. Les échantillons revêtement/raidisseur faits de APC-2/AS4