Présentation
Auteur(s)
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Roland CAZES : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité - ex‐Directeur des Recherches de la société Sciaky
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’assemblage par soudage occupe une place importante dans l’univers de la construction des bateaux, trains, avions, fusées, automobiles, ponts, tuyaux, réservoirs et tant d’autres choses qui ne sauraient être construites sans le recours au soudage.
La clé des problèmes qui se posent lors d’une construction à souder relève du métier du soudeur ou du constructeur‐soudeur dont la démarche doit inclure, outre l’opération de soudage, les problèmes (non évoqués dans cet article) se posant en amont et en aval de celle‐ci, à savoir :
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la conception des assemblages soudés : découpage de l’assemblage et disposition des joints ;
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la préparation des pièces avant soudage : géométrie des bords, état des surfaces ;
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la mesure de la qualité des soudures et de la tenue de l’assemblage en service.
Cette démarche s’appuie sur les caractéristiques du procédé de soudage le mieux approprié qui induit la forme de la soudure et par suite la préparation à engager et le résultat obtenu.
Les articles qui suivent sont consacrés à la description des procédés les plus couramment utilisés aujourd’hui. On y expose essentiellement les principes, les équipements et la nature des liaisons, ou soudures, auxquelles ils donnent lieu.
Le soudage est un assemblage définitif exécuté sur des pièces métalliques qui s’impose pour diverses raisons : dimensionnelles (un pont), structurelles (un réservoir), constructives (une carrosserie), de poids (un panneau), économiques (un plancher) ou autres. Il peut entrer en compétition avec d’autres modes d’assemblage tels le vissage, le sertissage, le rivetage, le collage, l’agrafage (cf. articles spécialisés dans ce traité).
Le lecteur se reportera utilement à l’article Soudage et soudabilité métallurgique des métaux [M 715] dans le traité Matériaux métalliques.
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2. Pratique du soudage
Indépendamment des phénomènes physiques évoqués ci‐dessus, on définit pour chacun des procédés :
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un outil et sa méthode d’utilisation ; cela peut être une machine ;
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la morphologie et les caractéristiques de la soudure qui en résultent.
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Outils
Leur structure, leur méthode d’application et la manière de prévoir l’assemblage découlent naturellement du phénomène dont ils procèdent. Leurs principes remontent aux inventions de Picard, Bernandos, Thompson, Kjellberg, Meredith, Patton, Stohr, etc. Nécessairement simples sinon rudimentaires au départ, ils ont évolué avec les progrès des sciences et des techniques pour prendre aujourd’hui des formes très adaptées, voire sophistiquées, et souvent réglementées.
Ils peuvent avoir des aptitudes polyvalentes donc très larges d’emploi ou, à l’opposé, être spécifiques d’un seul assemblage à réaliser sous une production élevée, par exemple équipement de mécanosoudure ou machine spéciale de carrosseries automobiles.
Induite par la robotisation, on assiste aujourd’hui à une évolution des équipements qui deviennent des installations programmables pouvant être dotées de possibilités nouvelles, grâce par exemple à des dispositifs d’analyse et de suivi en temps réel.
Quelles que soient leurs formes, les outils doivent être qualifiés pour les travaux auxquels on les destine.
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Dimensions et morphologie des zones affectées par la fusion et par la chaleur
Elles ont une importance de premier plan dans le comportement des assemblages soudés sous les différentes contraintes auxquelles ils seront soumis ultérieurement tout au long de leur existence. Participant à la tenue de l’assemblage en service, les soudures doivent supporter les efforts statiques et dynamiques reçus par la pièce et ne doivent pas amener de fragilité dommageable.
Toute soudure induit des déformations locales et retient des contraintes résiduelles. Elle peut comporter des défauts qui sont à prendre en compte et à examiner en regard des exigences constructives et fonctionnelles.
La connaissance de ces effets, leur mesure, les vérifications dont ils sont occasionnellement ou systématiquement l’objet entrent dans la validation de l’ensemble de la procédure de soudage et de la...
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