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RÉSUMÉ
Dans cet article, nous abordons les différents facteurs influençant la qualité d’un assemblage soudé, de la préparation des bords à la gestion des contraintes thermiques et métallurgiques. Des phénomènes critiques comme la fissuration à froid, la fissuration à chaud, l’arrachement lamellaire ou encore les défaillances en fatigue sont détaillés, avec des recommandations pratiques pour améliorer la durabilité des soudures.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Le soudage des aciers constitue une étape critique dans de nombreuses réalisations du BTP, tant sur le plan structurel que fonctionnel. La qualité des assemblages soudés dépend de nombreux paramètres, à la fois métallurgiques, géométriques et procéduraux. Cet article se propose d’analyser les principaux phénomènes impactant la tenue des soudures, en s’appuyant sur les pratiques courantes et les précautions à adopter. Qu’il s’agisse de la préparation des bords, de la sélection des consommables, du contrôle de l’hydrogène ou de la maîtrise des contraintes internes, chaque aspect est essentiel pour garantir la fiabilité et la durabilité des structures soudées.
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Conclusion4. Influence d’autres facteurs
4.1 Résistance à la fatigue
Contrairement aux sollicitations statiques, où la résistance des assemblages soudés peut être proche de celle de l’acier de base, les efforts dynamiques ou cycliques (fatigue) réduisent significativement la tenue mécanique des soudures. En effet, les ruptures dues à la fatigue apparaissent souvent de manière soudaine, sans déformation plastique ni allongement préalable. Elles surviennent généralement au voisinage immédiat du joint soudé, souvent à l’interface entre le métal fondu et le métal de base.
HAUT DE PAGE4.1.1 Origine des ruptures par fatigue
La résistance à la fatigue d’une structure soudée dépend principalement :
-
de la géométrie globale des assemblages ;
-
de la qualité de réalisation et de finition des cordons de soudure ;
-
et de la présence ou non de défauts internes dans les soudures.
Il est important de noter que les problèmes liés au dimensionnement statique ou à la composition métallurgique de l’acier ont une influence relativement faible sur la tenue à la fatigue, comparés aux aspects géométriques et qualitatifs du joint soudé.
HAUT DE PAGE4.1.2 Effets géométriques et concentration de contraintes
La géométrie des assemblages joue un rôle crucial dans l’amorçage et la propagation des fissures de fatigue. Les concentrations de contraintes favorisent l’initiation des fissures, et sont souvent induites par :
-
une mauvaise transition de profil ;
-
une surépaisseur ou une convexité excessive du cordon d’angle ;
-
des entailles naturelles (arêtes vives, cratères de fin de passe, caniveaux, etc.).
La convexité excessive des cordons d’angle ou les changements brusques de profil entraînent des pics de contraintes locales qui peuvent diviser par deux la durée de vie en fatigue.
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Influence d’autres facteurs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Centre technique des industries mécaniques (CETIM) - Soudabilité des aciers de mécanicien - (2007).
-
(2) - Centre technique des industries mécaniques (CETIM) - Soudabilité des aciers THLE - (2008).
-
(3) - Centre technique des industries mécaniques (CETIM) - Qualité des soudures : tenue en fatigue des structures soudées - (2008).
-
(4) - LE QUILLIÉC (G.), HUNTHER (I.), GALTIER (A.) - Comportement en fatigue des matériaux métalliques : fatigue des assemblages soudés : soudage à l’arc. - Centre technique des industries mécaniques (2014).
-
(5) - Institut international de la soudure (IIW) - Recommandations pour la conception en fatigue des assemblages et des composants soudés. - CTICM (2002).
NORMES
-
Recommandations pour le soudage des matériaux métalliques – Partie 2 : Arc de fusion des aciers. - NF EN 1011-2 -
-
Soudage – Critères d’acceptation pour les soudures réalisées par faisceau d’électrons ou faisceau laser. - NF EN ISO 13919 -
-
Qualification des soudeurs – Soudage par fusion – Partie 1 : Aciers. - NF EN ISO 9606-1 -
-
Qualification des opérateurs et des régleurs en soudage pour le soudage mécanisé et le soudage automatique des matériaux métalliques. - NF EN ISO 14732 -
-
Soudage et techniques connexes – Fissuration à froid sur implants – Méthode d’essais. - NF A89-100 -
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