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Constructions métalliques - Assemblages par procédés mécaniques| Réf : C2522 v2
Auteur(s) : Jean-Pierre MUZEAU
Date de publication : 10 août 2012 Relu et validé le 15 janv. 2015
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La norme NF EN 1090-2+A1 d'octobre 2011 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1090-2 (P22-101-2) : Exécution des structures en acier et des structures en aluminium - Partie 2 : Exigences techniques pour les structures en acier" Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1807 (septembre 2018).
Cet article s’intéresse aux techniques d'assemblage par soudage. Ce procédé d'assemblage permanent est obtenu par fusion localisée du métal des pièces à assembler dans la zone du joint. Les trois méthodes principales pour créer la chaleur nécessaire au soudage sont abordées successivement dans cet article. Les phénomènes associés sont également étudiés, notamment la flamme oxyacétylénique, la résistance au passage d'un courant, ou encore l'arc électrique. Ensuite sont présentés les divers types de soudure, puis le calcul lui-même des cordons de soudure au sens de l'EN 1993-1-8, et enfin les particularités du soudage de goujons destinés à assurer la connexion entre l'acier et le béton en construction mixte.
This article is dedicated to welding assembly techniques. This permanent assembly process is obtained by the localized fusion of the metal of the parts to be assembled in the area of the joint. The three main methods in order to produce the heat required for welding are successively dealt with. The related phenomena are also studied and in particular the oxy-acetylene flame, resistance to current conduction and the electric arc. After having presented the various types of welding and the calculation of weld seams in compliance with the standard EN 1993-1-8, it concludes on the specificities of the wedling of studs in order to ensure the bond between steel and concrete in mixed construction.
Jean-Pierre MUZEAU : Ancien élève de l'École Normale Supérieure de Cachan - Docteur d'état es Sciences Physiques – Professeur des universités - Professeur Honoraire et ancien responsable du Département Génie Civil de Polytech’Clermont-Ferrand - Président de l’APK (Association pour la Promotion de l’Enseignement de la Construction Acier)
Les articles concernant les moyens d’assemblage utilisés dans les constructions métalliques ont été subdivisés en plusieurs parties :
Ce troisième article concerne les techniques d’assemblage par soudage.
Le soudage est un procédé d’assemblage permanent obtenu par fusion localisée du métal des pièces à assembler dans la zone du joint.
Il existe trois méthodes principales pour créer la chaleur nécessaire au soudage :
la flamme oxyacétylénique ;
la résistance au passage d'un courant ;
l’arc électrique.
Chaque méthode produit un bain d'acier en fusion que l'on doit protéger de la contamination atmosphérique car l'acier fondu est susceptible d’absorber les gaz contenus dans l’air ce qui peut rendre la soudure poreuse et conduire ainsi à des problèmes mécaniques et métallurgiques. La méthode utilisée pour réaliser cette protection a une influence prépondérante sur les caractéristiques du mode opératoire.
Le chalumeau oxyacétylénique est plutôt utilisé pour le découpage des pièces bien qu’aujourd’hui les procédés de découpe au laser ou au plasma soient de plus en plus courants.
Les procédés par résistance trouvent une application dans le soudage par points des éléments minces.
Pour l’assemblage par soudage d’éléments de constructions en acier, les modes opératoires les plus couramment utilisés sont fondés sur l'arc électrique.
Dans un premier temps, cet article présente les différents procédés de soudage disponibles en construction métallique ainsi que les multiples phénomènes qui y sont associés.
La deuxième partie concerne la présentation des types de soudures :
soudures bout à bout ;
cordons d’angle ;
soudures en bouchon ;
soudures par points.
La troisième partie présente le calcul des cordons de soudure au sens de l’EN 1993-1-8. Si les soudures bout à bout ne nécessitent généralement aucun dimensionnement spécifique lorsqu’elles assurent la continuité géométrique et mécanique des pièces assemblées, il n’en est pas de même pour les autres types de cordons dont le calcul dépend essentiellement de leur orientation par rapport à la direction de l’effort à attacher.
La dernière partie de l’article s’attache à souligner les particularités du soudage de goujons destinés à assurer la connexion entre l’acier et le béton en construction mixte.
weld | cordon of weld | welded gudgeon
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(1) - BOURRIER (P.), BROZZETTI (J.) - Construction métallique et mixte acier-béton - Tome 1 : Calcul et dimensionnement selon les EUROCODES 3 et 4. Ouvrage APK. Eyrolles (1996).
(2) - HIRT (M.), BEZ (R.) - Construction métallique. Notions fondamentales et méthodes de dimensionnement - Traité de Génie Civil de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Volume 10. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes. Lausanne (1994).
(3) - HIRT (M.), CRISINEL (M.) - Charpentes métalliques. Conception et dimensionnement des halles de bâtiments - Traité de Génie Civil de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Volume 11. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes. Lausanne (2001).
(4) - MAITRE (P.) - Formulaire de la construction métallique - Collection Mémento Technique, Groupe Moniteur, 3ème édition (2009).
(5) - MUZEAU (J.P.) - Manuel de Construction Métallique – Extraits des Eurocodes à l'usage des étudiants - AFNOR,...
AFNOR. Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments (3ème tirage). - NF EN 1993-1-1 - janvier 2010
AFNOR. Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. Annexe nationale à la NF EN 1993-1-1. - NF EN 1993-1-1/NA - mai 2007
AFNOR. Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1.8 : Calcul des assemblages (4ème tirage). - NF EN 1993-1-8 - novembre 2010
AFNOR. Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1.8 : Calcul des assemblages. Annexe nationale à la NF EN 1993-1-8. - NF EN 1993-1-8/NA - juillet 2007
AFNOR. Eurocode 3 : Calcul des structures en acier. Partie 1.9 : Fatigue (3ème tirage). - NF EN 1993-1-9 - mars 2011
AFNOR. Eurocode 4 : Calcul des structures mixtes acier-béton. Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments (3ème tirage). - NF EN 1994-1-1 - janvier...
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APK, Association pour la promotion de l'enseignement de la construction acier
ConstruirAcier, Association pour le développement de la construction en acier dans le secteur du BTP http://www.construiracier.fr
CTICM, Centre Technique Industriel de la Construction Métallique
GALVAZINC Association
IS, Institut de Soudure
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