Présentation
En anglaisNOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN ISO 15614-1 citée dans cet article a été interprétée par les fiches AQUAP/SNCT : Interprétation des normes NF EN 287-1, NF EN 1418, NF EN 288-3, NF EN
ISO 15613, NF EN ISO 15614-1, FD CR ISO/TR 15608, NF EN ISO 15614-8 et NF EN ISO 9606-1 (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2007 (Septembre 2020).
La norme NF EN ISO 6892 de novembre 2016. citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 6892-1 (A03-001-1) : Matériaux métalliques - Essai de traction - Partie 1 : méthode d'essai à température ambiante (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2002 (Mars 2020).
La norme ISO 6892-1 de juillet 2016 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 6892-1 : Matériaux métalliques - Essai de traction - Partie 1: Méthode d'essai à température
ambiante (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1911 (Décembre 2019).
La norme ISO 15614-1 de juin 2017 citée dans cet article a été complétée d'un premier amendement ISO 15614-1/A1 : Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques - Épreuve de qualification d'un mode opératoire de soudage - Partie 1 : soudage à l'arc et aux gaz des aciers et soudage à l'arc du nickel et des alliages de nickel - Amendement 1 (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1906 (juin 2019).
La norme NF EN ISO 5178 de mai 2011 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 5178 (A89-201) : Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques - Essai de traction longitudinale du métal fondu des assemblages soudés par fusion. (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1904 (avril 2019).
La norme ISO 5178 de février 2001 citée dans cet article a été remplacée par la norme ISO 5178 : Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques - Essai de traction longitudinale du métal fondu des assemblages soudés par fusion" (Révision 2018)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1901 (janvier 2019).
La norme NF EN ISO 15614-1 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 15614-1 (A89-057-1) "Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques - Épreuve de qualification d'un mode opératoire de soudage - Partie 1 : soudage à l'arc et aux gaz des aciers et soudage à l'arc du nickel et des alliages de nickel (2nd tirage) " Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1804 (mai 2018).
Les normes NF EN ISO 6507-1 à -3 de mars 2006 citées dans cet article ont été remplacées par les normes NF EN ISO 6507-1 à -3 (A03-154-1 à -3) "Matériaux métalliques - Essai de dureté Vickers - Partie 1: Méthode d'essai- Partie 2: Vérification et étalonnage des machines d'essai - Partie 3: Étalonnage des blocs de référence"
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1803 (avril 2018).
RÉSUMÉ
La qualité des assemblages soudés est contrôlée par des essais destructifs, généralement effectués lors de la mise au point des paramètres de soudage, lors de l'industrialisation d'une nouvelle fabrication ou pour des contrôles ponctuels en fabrication. Cet article présente les essais destructifs généraux utilisés dans le monde de l'assemblage par soudage. En raison de leur caractère destructif, ces essais sont généralement complétés par des essais non destructifs et plus particulièrement pour le contrôle de la qualité en production. Dans cet article, les différents types d’essais sont décrits dans le détail et les informations qui peuvent en découler sont données. Quelques exemples illustrent les différentes techniques.
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Destructive testing is needed to control the quality of welds. This is usually done when welding parameters are being set during the industrialization of a new manufacturing line, or by spot checks during manufacturing. The general destructive tests used in welding assembly are presented here. Given their destructive nature, these tests are usually supplemented by non-destructive testing, especially in quality control in production. In this paper, the various tests are described in detail together with the information they can yield. A number of examples illustrate the different techniques.
Auteur(s)
-
Pascal PAILLARD : Professeur des universités - Responsable de la formation en soudage - Responsable de l'équipe de recherche « Ingénierie des matériaux et métallurgie » de l'IMN Polytech Nantes – Institut des matériaux Jean Rouxel UMR 6502 Nantes, France
INTRODUCTION
Les essais destructifs des assemblages soudés sont nécessaires, car même si l'on connaît les qualités et les propriétés des métaux de base, le fait de réaliser une opération de soudage entraîne des modifications du ou des métaux de base dont il faudra tester la santé suite à cette opération d'assemblage. Cela est d'autant plus nécessaire lorsque l'on est en présence d'un assemblage hétérogène. Par assemblage hétérogène, il est sous-entendu :
-
assemblage de deux matériaux de natures différentes : acier au carbone- manganèse avec un acier inoxydable, par exemple ;
-
assemblage de deux matériaux identiques avec un métal d'apport tiers : acier de blindage trempant avec un métal d'apport austénitique (acier inoxydable austénitique), par exemple ;
-
assemblage de deux matériaux de natures différentes avec un métal d'apport tiers : acier au carbone-manganèse avec un acier inoxydable austénitique avec un métal d'apport tel qu'un acier inoxydable austénito-ferritique.
De même, il est possible d'assimiler à un assemblage hétérogène, une soudure entre deux tôles de même matériau avec un métal d'apport de nature identique ou similaire. Dans ce cas, en effet, les transformations métallurgiques qui ont pu avoir lieu dans le cordon de soudure peuvent rendre cet assemblage hétérogène d'un point de vue microstructural et donc au final d'un point de vue comportement mécanique.
Dans tous les cas précédemment cités, il convient alors de vérifier la santé matière (présence de défauts, modification des propriétés mécaniques) de l'assemblage, car il est bien connu qu'une opération de soudage modifie toujours quelque peu les propriétés d'usage des matériaux.
Les essais destructifs sur assemblages soudés sont complémentaires des essais non destructifs que l'on peut pratiquer sur ces mêmes assemblages [BM 6 450]. Les essais non destructifs ou END (contrôle visuel, par ressuage, par magnétoscopie, par courants de Foucault, par radiographie, par ondes ultrasonores...) permettent de détecter la présence de défauts dans l'assemblage : fissures, manque de pénétration, porosités, manque de fusion... Par contre, les END ne permettent pas de déterminer les propriétés mécaniques et surtout leurs hétérogénéités possibles issues de l'opération de soudage. De plus, comme nous le verrons dans le présent article et le suivant [BM 7 793], les essais destructifs sur assemblages soudés permettent de déterminer, comme les END, la présence de défauts (fissures, porosité...), mais aussi de contrôler le nombre de passes de soudage exécutées, la dilution entre passes, la taille réelle de la gorge dans le cas d'un assemblage en angle...
Les essais destructifs d'assemblages soudés peuvent être mis en place en fonction des besoins :
-
lors de la mise au point d'une nouvelle nuance d'alliages (un acier par exemple), l'aciériste devra dans un premier temps s'assurer de la bonne soudabilité (pour un acier dont l'utilisation nécessitera des assemblages par soudage). Pour cela, il réalisera des soudures allant de la simple ligne de fusion à des assemblages réels en faisant varier par exemple les procédés de soudage ainsi que leurs paramètres. La soudabilité sera validée par des essais non destructifs et surtout des essais destructifs ;
-
lors de la recherche des paramètres de soudage ou lors du contrôle de ces paramètres en production ;
-
les contrôles destructifs sont obligatoires lors de la réalisation d'une qualification de mode opératoire de soudage (QMOS) ou lors de la qualification d'un soudeur (QS). Ils sont conjoints à des END. Par exemple, le projet de norme PR NF EN ISO 15614-1 de novembre 2013 sur la qualification des modes opératoires de soudage dans le cas du soudage à l'arc impose des essais destructifs du type macrographie, essai de traction, essai de flexion choc ;
-
d'autres demandes spécifiques telles que celles du client lors de suivi de production peuvent faire appel à des essais destructifs.
La plupart des essais destructifs sur assemblages soudés sont soumis à normalisation, comme pour les essais sur les métaux de base. Les normes spécifiques à chaque essai seront abordées dans les paragraphes ci-dessous propres à ces essais destructifs. Dans ces normes, le lecteur trouvera en plus de la description des essais, toute la nomenclature permettant de désigner les essais destructifs mais aussi des exemples de rapport d'essais.
Nous aborderons dans cet article des essais destructifs généraux appliqués aux assemblages comme les observations macro- ou microscopiques, les essais de traction, les essais de flexion choc et les essais de dureté.
Il existe d'autres essais destructifs sur assemblages soudés plus spécifiques qui sont détaillés dans un second article [BM 7 793] : essai de pliage, essai de texture, essais de fissuration à froid ou à chaud.
KEYWORDS
metallographic observations | mechanical tests
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHRISTIEN (F.) - Fragilité intergranulaire de l'acier 17-4 PH en cours de vieillissement. - Thèse de doctorat de l'Université de Nantes (2001).
-
(2) - CHAUSSE (F.) - Soudage laser hybride d'un acier thermomécanique à haute limite d'élasticité. - Thèse de doctorat de l'Université de Nantes, Projet de recherche propre MAPEPAS, Institut de recherche technologique Jules Verne (2013-2018).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Matériaux métalliques – Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy – partie 1 : méthode d'essai - NF EN ISO 148-1 - 01-11
-
Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques – Réactifs pour examen macroscopique et microscopique - FD CR 12361 - 10-96
-
Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques – Épreuve de qualification d'un mode opératoire de soudage – Partie 1 : soudage à l'arc et aux gaz des aciers et soudage à l'arc des nickels et alliages de nickel - PR NF EN ISO 15614-1 - 11-13
-
Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques – Examens macroscopique et microscopique des assemblages soudés - NF EN ISO 17639 - 11-13
-
Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques – Essai de traction transversale - NF EN ISO 4136, - 01-13
-
Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques – Essai de traction longitudinale du métal fondu des assemblages soudés par fusion - NF EN ISO 5178 - 05-11
-
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