5 Proc d s de Soudage
Short Description
Soudage...
Description
LE SOUDAGE Objectifs spécifiques : Connaître les différentes techniques du soudage, leurs applications et leurs limites Connaître les aspects métallurgiques du soudage Être sensibilisé aux techniques d’inspection des joints soudés Être capable d’identifier les défauts possibles en soudage, en donner la cause et d’apporter une solution
• • • •
Sommaire 1. 2. 3. 4.
Procédés de soudage Arcs électriques de soudage Procédés de soudage à l’arc électrique Notions sur les phénomènes thermiques et métallurgiques du soudage 5. Phénomènes mécanique dus aux cycles de soudage 6 T 6. Traitements it t thermiques th i appliqués li é en soudage d 7. Aspects physico-chimiques de la conception 8. Aspects généraux de la conception 9 Défauts et contrôle des joints soudés 9. 07/12/2012
Par A. El barkany
1
PROCÉDÉS DE SOUDAGE INTRODUCTION •Besoin d’assemblage rapide des structures de bateaux durant la première Guerre mondiale a favorisé le développement du soudage à l’arc électrique. •Principe : Le soudage demande une fusion locale des parties à assembler et peut se réaliser avec ou sans apport de métal •Le joint soudé doit avoir les mêmes propriétés mécaniques que le métal de base, cette continuité différencie le soudage avec le brasage, la soudure à l’étain ou le collage par adhésif Définition : Opération qui consiste à réunir deux ou plusieurs parties d’un assemblage de manière à assurer la continuité entre les parties à assembler soit par chauffage, soit par intervention de pression, soit par l’un ou l’autre avec ou sans emploi d’un produit d’apport dont la température de fusion est de la même grandeur que celle du matériau de base.
Soudage au Gaz : (Acétylène, (Acétylène propane, propane butane) + oxygène pour former la flamme Soudage à l’arc : Énergie électrique >>> Chaleur Soudage mécanique : Énergie électrique + pression mécanique 07/12/2012
Par A. El barkany
2
MODES DE SOUDAGE Phase solide : Liaison est obtenue, par déformation à froid si le métal est ductile ou a chaud pour ramollir le métal.
a) par déformation
b) par friction
Phase liquide : Les deux faces à assembler sont mises en contact t t avec du d métal ét l liquide li id d’apport d’ t ou sontt elles-mêmes amenées localement à l’état liquide. La plupart des procédés de soudage emploient ce mode. 07/12/2012
Par A. El barkany
3
• Le
soudage est fonction de plusieurs f t facteurs : •Les matériaux en présence •L’épaisseur de la soudure La source d d’énergie énergie disponible •La
07/12/2012
Par A. El barkany
4
Les 4 conditions pour l’obtention d’un joint soudé ayant les propriétés mécaniques et métallurgiques désirées : 1. Source d’énergie suffisante pour unir les faces par fusion ou par pression 2 Éliminer la contamination des deux faces à unir 2. 3. Éviter la contamination atmosphérique durant le soudage 4. Avoir un contrôle métallurgique de la soudure
• Les surfaces doivent être exemptes d’oxydes, films organiques, ou gaz absorbés • Le soudage g s’effectue à l’abri de l’atmosphère p pour éviter l’oxydation p y des métaux à haute température (affecte les propriétés du matériau)
07/12/2012
Par A. El barkany
5
•
Elaboration des métaux ét
Soudage g
•
Fonderie
Le soudage est un procédé d’assemblage qui assure la liaison permanente de divers éléments métalliques.
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012
Deux techniques
Soudage autogène
Soudage hétérogène
Consiste à lier deux éléments d’ d’un même ê métal ét l par fusion f i locale.
Consiste à introduire entre les élé éléments t à assembler bl un métal liquide qui après refroidissement lie fortement les deux éléments.
Le métal d’apport lorsqu’il est utilisé tili é estt de d même ê nature t que les éléments à assembler.
Par A. El barkany
Métal de base et métal d’apport ne sont pas de même nature. 6
•
Elaboration des métaux ét
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Soudage g autogène g Soudage autogène
Energie
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012
Thermochimique
Electrique
Aluminothermie Oxyacétylénique
A l’arc électrique Par résistance électrique
Par A. El barkany
Mécanique Par friction Par choc, pression
Lumineuse Laser Bombardement électronique
7
CLASSIFICATION DES PRINCIPAUX PROCÉDÉS DE SOUDAGE Classification selon la source d’energie et selon les éléments de protection
07/12/2012
Par A. El barkany
8
Arc manuel à l'électrode enrobée •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Un courant électrique fait jaillir, sous une tension donnée,, un arc électrique entre l’âme de l’électrode enrobée et le métal des bords à assembler. La chaleur dégagée par l’ l’arc él électrique i f i fait f d fondre simultanément le métal de base des bords à assembler, l’âme et ll’enrobage enrobage de ll’électrode électrode.
Par A. El barkany
9
Soudage à l’arc avec électrode enrobée (Shielded Metal arc welding – SMAW) (manual welding or Stick-electrode welding)
• Le plus ancien • 50% d du so soudage dage ind industriel striel • Courant : 50A-300A • Puissance minimale : 10KW • Si le courant est faible : fusion incomplète • Si le courant est élevé dégradation de ll’enrobage enrobage • Courant AC ou DC • Épaisseur : 3-19 3 19 mm • Entretien du laitier (nettoyage à la brosse) car il peut causer la corrosion
07/12/2012
Par A. El barkany
10
Circuit électrique pour le soudage à l’arc l arc
Pince de masse
Électrode
Le poste de soudage produit un puissant courant électrique qui circule entre l’extrémité de l’électrode et le métal de base à souder. Le courant électrique produit un arc d’une chaleur si intense (de 3982 à 5537 Celsius) que l’extrémité de la baguette de métal d’apport ainsi que la surface du métal de base sont portées à la fusion. La force de l’arc dirige le métal d’apport fondu vers le bain de fusion de façon à former le cordon de soudure.
Arc électrique Piè à souder Pièce d Câble de ll’électrode électrode
Machine à souder
Câble de masse 07/12/2012
Par A. El barkany
11
Soudage à l’arc avec électrode enrobée (Shi ld d Metal (Shielded M t l Arc A Welding W ldi – SMAW) (manual welding or Stick-electrode welding)
Moteur à combustion interne Alimenté essence ou alimenté diesel Indépendant réseau électrique Refroidi R f idi à l’ l’air i Refroidi à l’eau CC CC et AC
Groupe électrogène
07/12/2012
Par A. El barkany
12
Arc manuel à l'électrode enrobée •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Matériel de soudage
Par A. El barkany
13
Arc manuel à l'électrode enrobée •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Par A. El barkany
14
Arc manuel à l'électrode enrobée •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
•
Techniques d’assemblages g : Soudage Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Les électrodes enrobées
Métal de base
Métal d d’apport apport
Aciers ordinaires
Aciers ordinaires avec des teneurs en C, S, P et Mn contrôlés
Aciers inoxydables et faiblement alliés
Acier austénitique (18% Cr, 8% Ni)
Fontes
Fonte à 4% de Si.
Al et alliages
Al (90%) et Si (10%)
Cu et alliages
Cu-Cr ; Cu Par A. El barkany
15
Arc manuel à l'électrode enrobée
Différents types d’enrobage Enrobage
Constituants
Utilisation
Polarité
Rutile
Oxyde de titane (TiO2)
Permet de souder aisément en toutes positions en courant continu ou alternatif. belle présentation le plus couramment utilisé
Normale
Basique
carbonate de chaux
Il fournit un laitier calcaire dont l’effet désulfurant favorable au soudage des aciers ferritiques diminue le risque de fissuration à chaud de métal déposé.
Inverse
Il présente é t les l meilleures ill caractéristiques té i ti mécaniques, é i pour les assemblages de haute sécurité et pour les aciers difficilement soudables. Cellulosique q
cellulose
Oxydant
oxydes de fer et manganise
Acide
silicate
Soudage g rapide p forte pénétration Application au soudage des gazoducs et déoducs. A bas prix, pour des travaux très ordinaires, peu utilisés. La soudabilité de métal de base doit être bonne sinon le métal constituant le joint est sensible à la fissuration à chaud.
Inverse Normale
NB : Polarité normale signifie électrode au pôle négative
07/12/2012
Par A. El barkany
16
Arc manuel à l'électrode enrobée •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
Courant électrique de soudage 1.6
•
•
•
•
Mise en forme par enlèvement de matière Mise en forme par déformation plastique Techniques d’assemblages g : Soudage Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
e(mm)
1 2 3 4 5 6 8 10 12 15 20 25 30 50 80 100
25 35
Diamètre de l’électrode ((en mm)) 2 2.5 3.15 4 Intensité de soudage (en A) 45 60
6.3
55 55 70 85 90
90 100 110 120 125
130 130 140 150
130 160 Soudage bout à bout d’une 130 tôle 170 d’épaisseur 2 mm avec diamètre de 180 l’électrode 2.5 mm : Is = 55 A 190 200 200
Par A. El barkany
5
160 160 170 190 200 210 220 230 250 250 250 250
230 250 270 300 320 320 350 350 17 350
Arc manuel à l'électrode enrobée •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Préparation des assemblages
Par A. El barkany
18
Arc manuel à l'électrode enrobée •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Méthodes de soudage Pointage : maintenir l’écartement choisi, empêcher les déformations nuisibles à une bonne exécution de la soudure. d
L = tous les 50 fois l’épaisseur
Par A. El barkany
19
Arc manuel à l'électrode enrobée •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Méthodes de soudage
Position de l’électrode :
Par A. El barkany
20
Arc manuel à l'électrode enrobée •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Méthodes de soudage
Position de l’électrode :
Par A. El barkany
21
Soudage semi-automatique (M.I.G. et M.A.G.) •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
Un courant électrique fait jaillir, sous une tension donnée, un arc électrique entre le fil-électrode et le métal des bords à assembler.
La protection de l’arc et du bain de fusion est assurée par un gaz inerte ou non (Argon, Argon + Hélium, Argon + CO2 (< 3%), Argon + CO2 + H2) qui d donnent t leur l nom aux procédés édé : M.I.G. (Metal Inert Gas) M.A.G. (Metal Active Gas)
07/12/2012 Par A. El barkany
Le procédé M.A.G. est utilisé uniquement pour le soudage des aciers non ou faiblement alliés. Par A. El barkany 22
Soudage g semi-automatique q sous protection p gazeuse g ((MIG ou MAG)) MIG Welding Basic Equipment •Gaz Inactif : Hélium, Argon ou autres (Aluminium) •Gaz Actif : CO2 ou autres (Acier) •Présence Présence d’éléments désoxydant dans l’électrode • Trois régimes de transfert (notes) pp en 1950 •Procédé développé •Métaux ferreux et non ferreux •Procédés rapides, économiques •Largement utilisé en fabrication •Peut être robotisé •Soudage en toutes positions avec 0 0.5 5 mm et plus d’épaisseur •Productivité élevée (double de SMAW) Taux de refroidissement élevé 07/12/2012
Par A. El barkany
23
Soudage semi-automatique ( M.I.G. ET M.A.G. ) •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Par A. El barkany
24
Soudage semi-automatique ( M.I.G. ET M.A.G. ) •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Méthodes de soudage
Par A. El barkany
25
•
•
Elaboration des métaux Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
SOUDAGE TIG Le soudage TIG (Tungsten Inert Gas) est un procédé à l'arc sous protection de gaz inerte avec une électrode infusible (tungstène). Le métal d'apport (baguette de fil dressé de Ø 0,8 mm à Ø 4,0 mm) est amené manuellement ou automatiquement.
Par A. El barkany
26
SOUDAGE TIG •
Elaboration des métaux
Avantages du procédé : Simple d'emploi
•
Fonderie
Travail T il fin fi ett précis é i
•
Mise en forme par enlèvement de matière
Large gamme d'épaisseur
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Très bonnes qualités de joint et bonnes caractéristiques mécaniques é i Soudage dans toutes les positions Aspect de cordon très correct Procédé automatisable
Par A. El barkany
27
Soudage sous gaz inerte avec électrode en tungstene (TIG)
TIG Welding g Process
•Le métal d’apport est indépendant de l’électrode
. Puissance 8 kW-20KW
•Elctrode de tungstène non consommable
. DC- 200A, ou AC -500A
•Température de soudage= 3500C
. Alliage ferreux et Aluminium et Mg, Titane
•Gaz de protection: Argon ou Hélium ou les deux
. coût plus élevé /SMAW (gaz inerte)
Courant constant, arc stable car ll’électrode électrode ne se consomme pas •Courant •Soudure de meilleure qualité avec un bon finis de surface 07/12/2012 Par A. El barkany • S’applique surtout pour les faibles épaisseurs (< 10mm), sinon MIG ou Plasma
28
Soudage au plasma
Plasma-Arc-Welding g Processes PAW
( ) transferred (a) t f d andd
(b) nontransferred. t f d Deep welds are made by this process at high welding speeds.
•Développé en 1960
.
• Température du plasma 15, 15 000C000C 33,000C 33 000C •Courant 100A ou plus élevé •Épaisseur : 10mm . Vitesse de soudage : 120-1000mm/min •Faire fondre tous les métaux et alliages (Aciers inox, métaux nobles (titane, inconel,etc.), 07/12/2012 Par A. El barkany 29 céramiques)
Soudage vertical sous laitier Electroslag Welding Operations (EW) Electroslag-Welding •Soudage des aciers en position verticale pour des épaisseurs supérieures à 40 mm •L’énergie de soudage par effet Joule provient du passage du courant entre le fil électrode et le laitier fondu électroconducteur •Le bain de fusion est maintenu entre les tôles à souder et des patins refroidis qui jouent le rôle du moule et qui sont déplacés vers le haut à fur et à mesure que la soudure progresse •En pratique il n’y a pas de limites supérieures aux épaisseurs qui peuvent être soudées •Pour les fortes épaisseurs, on a recours à plusieurs électrodes dans le bain07/12/2012
Par A. El barkany
30
Soudage automatique sous flux électroconducteur solide (arc submergé) Submerged Arc Arc-Welding Welding Process (SAW) •Électrode 1.5-10mm de diamètre •Courant: 300A-2000A •Voltage de connexion: 440V •Limité au surface plane •Peut être appliquée au tube en rotation •Vitesse de soudage: 5m/min •Alliages d’acier et inoxydables •Procédé Procédé Automatisable •Soudure de bonne qualité •Propriétés uniforme, tenace, ductile •Productivité élevée: 5 -10 fois plus de dépôt de matière que SMAW Coques de bateaux, réservoir 07/12/2012 sous pression
Schematic illustration of the submerged arc-welding process and Par equipment. A. El barkanyUnfused flux is recovered and reused.31
SOUDAGE À L’ARC ÉLECTRIQUE Animation Transfert en pluie
07/12/2012
Par A. El barkany
32
Modes de transfert Transfert par pulvérisation : Les gouttes, de dimension variables, se déposent en désordre dan la colonne d’arc Transfert par pulvérisation axiale: Les gouttes transitent à grande vitesse et ont les mêmes dimensions. Transfert globulaire : Le diamètre des gouttes est sensiblement égal à celui de l’électrode et transitent suivant des trajectoires variées. Transfert par court-circuit : Les gouttes ont des dimensions importantes et touchent le bain de fusion avant de se détacher de l’électrode.
07/12/2012
Par A. El barkany
33
Modes de transfert:
Transfert globulaire
T Transfert f t axiale i l
07/12/2012
Par A. El barkany
34
Modélisation numérique d’un bain de fusion d’une soudure 07/12/2012
Par A. El barkany
35
07/12/2012
Par A. El barkany
36
SOUDAGE PAR RESISTANCE •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Soudage par points :
Les pièces à souder sont serrées entre électrodes. électrodes Le courant électrique de forte intensité passe à travers les tôles à souder ce qui fait fondre la zone de contact par un dégagement de chaleur.
Par A. El barkany
37
SOUDAGE PAR RESISTANCE •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
Ch l Chaleur dégagée dé é
•
Mise en forme par enlèvement de matière
Q = R.I².t
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Soudage par points :
[J]
R = Re1 + Re2 + Rm1 + Rm2 + Rc1 + Rc2 + Rc
Re Rm Rci Rc
: Résistance Ré i t ohmique h i d des él électrodes t d : Résistance ohmique des pièces : Résistance de contact pièce électrode : Résistance de contact pièce
Avec Rc ™ Rc1+Rc2
Par A. El barkany
38
SOUDAGE PAR RESISTANCE •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
•
•
Mise en forme par déformation plastique Techniques d’assemblages g : Soudage Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Soudage par points : Réglage de la machine : Il est lié à la plus mince des épaisseurs à souder ACIER
NON–ALLIES
Epaisseur e1 ou e2 (mm)
Intensité de courant (A)
Temps de soudage (s)
Effort F (daN)
Diamètre d (mm)
0.5
6000
0.1
100
3.5
1
9000
0.2
200
5
15 1.5
12000
0 25 0.25
330
6
2
14000
0.28
450
7
2.5
16000
0.32
500
8
3
18500
0.4
600
8.5
Par A. El barkany
39
SOUDAGE PAR RESISTANCE
Soudage g par p points p : •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Par A. El barkany
40
Soudage par point (ESW: resistance spot welding) • •
Application : soudage des tôles d’acier, acier inoxydable, cuivre, aluminium, etc.. Épaisseurs à souder : 20 mm selon les métaux
•
Affaissement sur le bord de la tôle: respecter d > 2e + 4mm
• • •
Distance entre les points de soudage: 3 fois le diamètre a pa partie t e soudée = 6 6-10mm 0 de d diamètre a èt e La Intensité du courant : 3000-4000A (fonction du matériau et de la forme de l’électrode)
07/12/2012
Par A. El barkany
41
SOUDAGE PAR RESISTANCE •
Elaboration des métaux
•
Fonderie
Les pièces à souder sont superposées et sont serrées localement entre deux molettes en alliage de cuivre.
•
Mise en forme par enlèvement de matière
L'ensemble pièces / molettes est traversé par un courant de soudage qui provoque une élévation de température par effet Joule et la fusion localisée d deux des d pièces iè d dans l zone de la d positionnement iti t des d deux d molettes. l tt
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Soudage à la molette :
Par A. El barkany
42
SOUDAGE PAR RESISTANCE •
Elaboration des métaux
Soudage à la molette :
•
Fonderie
Les différents types de soudures
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
Mise en forme par déformation plastique
•
Techniques d’assemblages g : Soudage
•
Soudure continue
Soudure avec points espacés
Soudure avec points superposes
Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
Par A. El barkany
43
Photos de soudage à la mollette
07/12/2012
Par A. El barkany
44
SOUDAGE PAR RESISTANCE •
Elaboration des métaux
Soudage à la molette :
•
Fonderie
Paramètres de soudage a la molette
•
Mise en forme par enlèvement de matière
•
•
•
Mise en forme par déformation plastique Techniques d’assemblages g : Soudage Traitements et revêtement superficiels
07/12/2012 Par A. El barkany
ACIERS NON ALLIES (Documentation SCIAKY) e(mm)
Vitesse (m/min)
Intensité (A)
05 0,5
23 2,3
10 600
250
0,8
2,1
13 000
350
10 1,0
19 1,9
15 000
400
1,5
1,9
17 500
525
20 2,0
15 1,5
21 000
675
2,5
1,3
26 000
800
, 3,0
1,1 ,
30 000
950
Par A. El barkany
Pression (daN)
45
Énergie thermochimique Soudage g au g gaz : utilisation d’une flamme obtenue à partir de deux gaz : (gaz combustible +oxygène) • Le diamètre de la buse de chalumeau et la pression déterminent la puissance calorifique de la flamme La chaleur se transmet de la flamme aux pièces à souder p p par convection forcée et par rayonnement (15%) Gaz combustibles utilisés : • L’acétylène : flamme oxyacétylénique (volumes égaux de C2H2 et O2) 2C2H2 + 5 O2 = 4CO2 + 2H2O + Chaleur Lumière bleu : combustion incomplète p C2H2 + O2 = 2CO + H2+ Chaleur • Température maximale : 3200C Application : soudage des tôles minces (e 1.5 15
07/12/2012
fusion:
rapport
Fissure i longitudinale l i di l
Par A. El barkany
Fissures transversales
90
FISSURES Fissures à chaud (ou fissures de solidification) Au cours de la solidification du métal fondu, la croissance des g grains se fait de la périphérie p p vers le centre du bain de fusion.
07/12/2012
Par A. El barkany
FISSURES DE SOLIDIFICATION
91
Fissures à froid par l’hydrogène Les fissures à froid peuvent survenir dans la zone fondue ou dans la zone thermiquement affectée (ZAC). Les fissures à froid dans la zone fondue peuvent se situer suivant une orientation quelconque par rapport à l'axe de la soudure, mais les positions couramment observées sont illustrées ci-dessous. La fissuration à froid peut aussi se manifester sous forme de fines microfissures difficiles à déceler par les moyens d'inspection courants et les méthodes de contrôle non destructif. La présence de microfissures peut être révélatrice d'une cause plus sérieuse (comme un niveau élevé d'hydrogène) qui peut entraîner î d graves problèmes de blè d fissuration. de fi i
1 - Fissure transversale dans la zone fondue 2 - Fissure transversale dans la zone thermiquement affectée 3 - Fissure au raccordement 4 - Fissure dans la zone fondue 5 - Fissure à la racine 6 - Fissure sous cordon Prévention • Réduire les contraintes résiduelles • Réduire le taux d’hydrogène diffusible dans le bain de fusion •La durée ∆t (500800) soit suffisante pour l’obtention d’une structure favorable
07/12/2012
Positions de fissures à froid couramment observées dans les soudures sur assemblages bout à bout El barkany etPar lesA. soudures d’angle.
92
EXCÈS
3mm max
Excès de pénétration
Surépaisseur excessive à la racine d’une soudure sur préparation en V.
S é i Surépaisseur excessive i
Surépaisseur p excessive d’une soudure 07/12/2012
Par A. El barkany
93
AUTRES DÉFAUTS Retassure: solidification rapide du métal après interruption de l’arc
Concavité excessive Retassure à la racine
Défaut d’alignement Déf t angulaire Défaut l i 07/12/2012
Par A. El barkany
94
Diamètre de l’électrode versus le joint à souder Le diamètre L di èt de d l'électrode l'él t d enrobée bé est sélectionné en fonction de l'écartement des pièces, de la configuration géométrique du joint à souder et de la position de soudage. L L'électrode électrode choisie doit se glisser dans le fond du chanfrein sans aucune gêne, ni entrave.
07/12/2012
Par A. El barkany
95
P é Préparation ti du d chanfrein h f i La p préparation p du chanfrein doit être soignée. g Elle doit p permettre à l'électrode enrobée de se placer en fond de chanfrein sans gêne, ni entrave. L'ouverture de l'angle du chanfrein doit être suffisamment prononcée afin d'éviter d éviter les risques de manque de pénétration en fond de chanfrein, chanfrein le manque de fusion et les inclusions de laitier
07/12/2012
Par A. El barkany
96
Micrographies de soudures La pénétration est fonction de ll’intensité intensité.
La largeur g varie en fonction de la vitesse ,
La largeur est moins affectée
et la pénétration croit lorsque la vitesse diminue
I=300A
v=30cm/min
I=500A
v=90cm/min
I=600A
v=120cm/min
07/12/2012
Par A. El barkany
97
150mm
12
12 11
11
9
9
10
8
10
8 7
7
6
6 5
5 4
4
3
2
3
1
Ordre et position des cordons de soudure position plats et plafond (FLAT & OVERHEAD)
Plaque 9.6mm en acier doux avec latte de support en acier doux écartement de 12.8mm
07/12/2012
Produit final Par A. El barkany
98
2 1
11
7 10
9
6 8
4 5
3
2
Position des cordons de soudure position horizontale
Produit final 07/12/2012
Par A. El barkany
99
1
1
3
4
2 5
Position des cordons de soudure pposition verticale montante. (3GF)
2
8
Partie 1 de 2
7 6
Produit final 07/12/2012
Par A. El barkany
100
1
2
Position des cordons de soudure position verticale 2 de 2 avec mouvement oscillatoire
3 4
5
Produit final
6 07/12/2012
Par A. El barkany
101
Règles générales de prévention Les coûts de réparation ou de rejet de pièces soudées ayant des défauts inacceptables accep ab es so sontt te tels s qu qu’il est p préférable é é ab e de te tenter te de les es p prévenir é e en e respectant quelques règles, avant et pendant le soudage. Avant le soudage: g • Bonne conception de l’ensemble soudé • Vérification des caractéristiques chimiques et mécaniques du matériau et de l’absence de défauts de laminage trop importants. • Qualification du procédé utilisé (paramètres et séquences de soudage) • Qualification de la main d’œuvre pour le soudage et le contrôle • Conformité des préparations des joints (écartement des bords, chanfrein,etc..) Pendant le soudage Respect des conditions de soudage (procédé, paramètres, séquences, etc..)
07/12/2012
Par A. El barkany
102
2 Les différentes méthodes de contrôle Le contrôle des soudures s’effectue à différents stades de la fabrication des joints soudés Avant soudage : •Analyse chimique du matériau •État de surface du métal d’apport •Aspect de l’enrobage des électrodes •Qualification des soudeurs •Contrôle de la préparation des pièces Pendant le soudage : Température de préchauffage s’il y a lieu Respect des conditions de soudage Après soudage a) Contrôles non destructifs - contrôle visuel - contrôle par ultrasons - contrôle magnétique - contrôle radiographique - contrôle par fluorescence b) contrôle semi-destructif : Examiner les parois soudées en fraisant ou en perçant c) Contrôles destructifs : essai de traction, résilience, dureté ( et micro dureté), pliage, fatigue et des essais de mécanique de la rupture 07/12/2012
Par A. El barkany
103
Radiographie (Rayon X)
- Radiography is one of the most important, important versatile and widely accepted examination methods.
07/12/2012
Par A. El barkany
Thicker areas of a specimen being xx rayed or higher density material absorbs more radiation and the corresponding areas on the radiograph will be lighter
104
Courant de Foucault ((Eddy y current)) Applications for magnetic particle testing include inspecting plate edges prior to welding welding, in process inspection of each weldpass or layer, postweld evaluation and repairs
.
Penetrant liquide ou fluerecsent Dye penetrant inspection is similar to liquid penetrant inspection except vividly coloreddyes visible under ordinary light are used
07/12/2012
Par A. El barkany
105
Ultrasons
.
07/12/2012
Par A. El barkany
106
Ultrasons
.
07/12/2012
Par A. El barkany
107
REPRÉSENTATION SYMBOLIQUE 07/12/2012
Par A. El barkany
108
La représentation des soudures \ Représentation symbolique
REPRESENTATION SYMBOLIQUE DES SOUDURES
07/12/2012
Par A. El barkany
109
REPRESENTATION SYMBOLIQUE Les logiciels l l de d dessin, d n’utilise pas la norme ISO de représentation symbolique des soudures d
D’abord, on ne représente jamais les deux symbolisations sur un même document !
Représentation symbolique
Représentation simplifiée
07/12/2012
Par A. El barkany
110
REPRESENTATION SYMBOLIQUE
• Les cordons et les préparations ne sont pas dessinés ; seule la ligne de jjoint est représentée. p La forme et les dimensions de la soudure sont indiquées sous forme d’une cotation composée d’une ligne repère ou flèche, et d’une double ligne de référence portant une série é i de d symboles b l ett indications i di ti normalisées. li é Exemple : Il va falloir Nous allons définir apprendre cette chaq e symbole chaque s mbole symbolisation !
07/12/2012
Par A. El barkany
111
1. Ligne g de repère. p
Sinon, la flèche désigne la tôle préparée dans le cas des cordons dissymétriques.
07/12/2012
Par A. El barkany
112
2 et 3 Ligne de reférence et d’identification.
Représentation R é t ti : elles ll d i doivent t être êt tracées t é d préférence de éfé parallèles llèl au bord b d inférieur du dessin. La ligne d’identification (trait interrompu) peut être tracée au dessus ou au dessous de la ligne de référence (trait continu).
Aide: Si on regarde la pièce dans le sens de la flèche (ligne de repère), on peut considérer que la ligne continue (de référence 2 ) est l’arrête visible. La ligne en traits interrompus (pointillés) ( la ligne d’identification 3 ) est l’arrête cachée. 07/12/2012
Par A. El barkany
113
4. Symbole y de soudure
Le symbole rappelle celui de la section droite de la soudure et ne préjuge pas du procédé de soudage utilisé.
Attention : sur la page suivante, vous trouverez les symboles de soudure, ainsi que les représentations simplifiées.
07/12/2012
Par A. El barkany
114
4. Symbole de soudure
07/12/2012
Par A. El barkany
115
5. Symbole supplémentaire Symboles supplémentaires:
Exemples d’application
07/12/2012
Par A. El barkany
116
Position du symbole par rapport à la ligne de référence éfé
On ne fait pas la course, on lit attentivement
07/12/2012
Par A. El barkany
117
6 - 7. Cotation des soudures
La gorge s’appelle s appelle aussi l’âme du cordon, d’où le petit a
07/12/2012
Par A. El barkany
Suite 6-7 page suivante
118
6 - 7. Cotation des soudures E Exemple l :
z
z
z
a
a
a
n Li L
i
L n Li
07/12/2012
Par A. El barkany
n
119
8. Indication complémentaire
Des indications complémentaires peuvent être nécessaires pour fournir des précisions sur la soudure.
Lorsque la soudure doit être exécutée sur tout le pourtour d’une pièce, ajouter un symbole circulaire circulaire. 07/12/2012
Lorsque la soudure doit être exécutée sur le chantier, ajouter le drapeau drapeau. Par A. El barkany
Lorsqu’il est nécessaire d’indiquer le procédé de soudage, ajouter un nombre inscrit entre deux branches d’une fourche terminant la ligne de référence. 120
8. Indication complémentaire
• Liste des procédés de soudage. – Il en existe i t une centaine. t i – Le nombre est composé d’un à trois chiffres. – 6 classes: • 1 - Soudage électrique à l’arc • 2 - Soudage g par p résistance • 3 - Soudage au gaz • 4 - Soudage par pression • 7 - Autres procédés 07/12/2012 Par A. El barkany • 9 - Brasage
121
Synthèse de la représentation symbolique •
Les cordons ne sont pas dessinés ; seule la ligne de joint est représentée. La forme et les dimensions de la soudure sont indiquées sous forme d’une d une cotation composée dd’une une ligne repère ou flèche, flèche et dd’une une double ligne de référence portant une série de symboles et indications normalisées.
Exemple :
07/12/2012
Par A. El barkany
122
1 -Soudage électrique à l ’arc.
07/12/2012
Par A. El barkany
123
2 -Soudage par résistance.
07/12/2012
Par A. El barkany
124
3 -Soudage au gaz.
07/12/2012
Par A. El barkany
125
4 -Soudage par pression.
07/12/2012
Par A. El barkany
126
7 – Autres procédés.
07/12/2012
Par A. El barkany
127
9 – Brasage.
07/12/2012
Par A. El barkany
128
07/12/2012
Par A. El barkany
129
Quelques exemples de symboles sur le plan •
Soudure d'angle
•
Soudure continue sur tout le pourtour
•
Soudure montage réalisée sur le chantier
•
Gorge de soudure de a = 4 mm
•
Procédé TIG (141)
•
Soudure d'angle
•
Soudure discontinue dd'un un seul côté
•
5 points de 50 mm espacés de 150 mm
•
Gorge de soudure de 6 mm (a = 6 mm)
•
Procédé MAG Fil fourré avec gaz (136)
•
a = hauteur du plus grand triangle isocèle inscrit dans la section
07/12/2012
Par A. El barkany
130
07/12/2012
Par A. El barkany
131 Suite...
Se familiariser avec : les matières plastiques, l’assemblage par soudage dans le cadre de la chaudronnerie plastique.
07/12/2012
Par A. El barkany
132 Suite...
les matières plastiques, plastiques La chaudronnerie plastique, Réaliser des ensembles chaudronnés en matière plastique par soudage.
07/12/2012
Par A. El barkany
133
Ce sont des corps macromoléculaires organiques, g q on distingue g trois g grandes familles : les thermoplastiques, thermoplastiques les thermodurcissables, les élastomères.
07/12/2012
Par A. El barkany
134 retour
Corps macromoléculaire :
corps formé de molécules lé l (dit (dites macromolécules) lé l ) constituées tit é d de l ’enchaînement d’un très grand nombres d ’atomes.
macromolécule lé l
macromolécules organiques :
macromolécules composées à partir des atomes de la chimie organique (le squelette est en général en Carbone. Les autres éléments é é e s so sont : l ’hydrogène, yd ogè e, l ’oxygène, o ygè e, l ’azote, a o e, le e souffre).
07/12/2012
Par A. El barkany
135 retour
Lorsqu’ils sont soumis à de la chaleur, ils arrivent à une phase pâteuse à laquelle il est possible de les mettre en forme. forme Après refroidissement et solidification, il est possible de les « refondre » de nouveau. nouveau Quelques exemples : polycarbonate (PC), Téflon (PTFE), (PTFE) polypropylène (PP), (PP) Nylon (PA 6/6), polyéthylène (PE)... 07/12/2012
Par A. El barkany
136 retour
Après le premier refroidissement, refroidissement la structure du thermodurcissable se fige. Cette mise en forme est définitive puisque tout chauffage poussé entraîne la destruction irréversible de la matière. L Les th thermodurcissables d i bl ne sontt donc d pas recyclables. Quelques exemples : Polyuréthane (PUR), Epoxyde (EP), Polyester (UP)... 07/12/2012
Par A. El barkany
137 retour
Les élastomères L él t è sontt souventt appelés, lé à tord, caoutchouc. Leur structure macromoléculaire leur permettent une mémoire de forme et une bonne élasticité. Ils reviennent aisément à leur forme initiale après étirement. Quelques exemples : Butyl (IIR), Polyacrylate (ACM), Viton (FKM), Néoprène (CR)... 07/12/2012
Par A. El barkany
138 retour
La chaudronnerie plastique regroupe les procédés de mise en forme et les procédés d'assemblage permettant la construction de p produits finis de grandes dimensions réalisés à partir de tôles ou de profilés en matières plastiques. l ti
07/12/2012
Par A. El barkany
139 Suite...
07/12/2012
Par A. El barkany
140 Suite...
Produits semi-finis
Assemblage
Mise en forme
((soudage, d collage, par éléments vissés)
(thermoformage, (thermoformage découpe, usinage...)
07/12/2012
Par A. El barkany
Produit fini
141 retour
Les étapes de réalisation la mise en forme
( sciage, thermoformage, cintrage
à chaud…)
la préparation des bords, le l soudage. d
07/12/2012
Par A. El barkany
142 retour
ª Objectif : Permettre au plastique d ’apport de pénétrer sur toute l ’épaisseur de la tôle lors de l ’opération ’ é ti de d soudage d 07/12/2012
Par A. El barkany
143 retour
la mise en position, le pointage, pointage le soudage à proprement parler. parler
07/12/2012
Par A. El barkany
144 Suite...
Mise en position (les deux plaques sont positionnées mais non assemblées)
Plaques pointées (les deux plaques sont très légèrement soudées par endroit)
ª Objectif Obj tif : Assurer le positionnement constant entre les deux éléments lors de l ’opération de soudage. 07/12/2012
Par A. El barkany
145 Suite...
Matière plastique d ’apport Plaques pointées (les deux plaques sont très légèrement soudées par endroit)
Zone fondue par air chaud
Zone soudée ª Soudage exclusivement homogène : 07/12/2012
La matière des éléments soudés et le plastique d ’apport Par sont A.identiques. El barkany
146 Suite...
Exemple de deux procédés : par p chalumeau à air chaud,, à l’aide d ’une extrudeuse,
07/12/2012
Par A. El barkany
147 retour
Détail de la buse : Surface de lissage du cordon de soudure
Matière plastique d’apport air chaud (le plastique
07/12/2012
est fondu localement) Par A. El barkany
148 retour
Vis d ’amenéematière Résistance de chauffage (matière)
Matière fondue Arrivée d’air 07/12/2012
Dispositif de Par A. El barkany chauffe d ’air
149 Suite...
Dispositif d ’entraînement de la matière jusqu’à la vis 07/12/2012
Par A. El barkany
150 Suite...
Excroissance à meuler 07/12/2012
Par A. El barkany
151 retour
Alimentation en Air pulsé L’ extrémité de la buse met en forme la Alimentation en électricité pour la résistance chauffante
zone localement fondue
Echappement de l’air chaud
Résistance chauffante
(le plastique est fondu localement)
07/12/2012
Par A. El barkany
152 Suite
A suivre i 07/12/2012
Par A. El barkany
153
View more...
Comments
