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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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Soudabilité locale ou métallurgiqueArticle inclus dans l'offre
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1. Soudabilité opératoire
1.1 État des joints à souder
La qualité d’un joint soudé dépend en grande partie de l’état de préparation des bords à assembler. Cette préparation peut être réalisée par abrasion mécanique ou par coupage thermique, notamment l’oxycoupage. Dans ce dernier cas, un préchauffage préalable est souvent recommandé pour limiter les risques de fissuration ou de durcissement local du métal.
Quelles que soient les méthodes employées, les surfaces à souder doivent être soigneusement nettoyées et meulées afin d’éliminer :
-
les calamines (oxydes de surface dus à un chauffage préalable) ;
-
les scories éventuelles ;
-
la rouille ou toute autre impureté susceptible de nuire à la qualité du cordon.
Le meilleur état de surface est obtenu lorsque le joint est usiné par enlèvement de copeaux, garantissant des bords nets, sans échauffement ni modification métallurgique.
De manière générale, le métal de base doit être :
-
propre et dégraissé ;
-
exempt de transformations métallurgiques indésirables, telles que :
-
échauffement local excessif (risque de transformation de phase),
-
écrouissage (durcissement local par déformation),
-
décarburation (appauvrissement en carbone en surface).
-
1.2 Métal d’apport
Le choix du métal d’apport (fil ou électrode) dépend :
-
de la composition chimique et de la nuance d’acier à souder ;
-
des conditions de mise en œuvre (procédé utilisé, épaisseur, type de joint) ;
-
du mode d’élaboration de l’acier (laminage, forge, etc.) ;
-
et des essais préliminaires de soudabilité.
En fonction de l’acier, on sélectionnera un type spécifique d’électrode avec l’un des trois conditionnements normalisés suivants :
-
conditionnement spécial (étanche à l’humidité) ;
-
conservation en enceinte sèche (type étuve) ;
-
séchage...
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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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