CHAP5_Soudage.ppt

CONSTRUCTION METALLIQUE

CHAPITRE 5: SOUDAGE

1

GENERALITES SUR LES PROCEDES D’ASSEMBLAGE Soudage: Soudage:

Cette opération consiste à réunir de façon permanente deux ou plusieurs éléments, de manière à assurer la continuité entre les parties à assembler, soit soit par chauffage, soit par pression, soit par combinaison de l’un et l’autre, avec ou sans emploi d’un produit d’apport dont la température de fusion est voisine de celle du matériau constituant les éléments à réunir. Brasage: Brasage:

Cette opération consiste à réunir de façon permanente deux ou plusieurs éléments dont les bords gardent leur contour primitif et sont liés par mouillage d’un métal ou alliage! d’apport plus fusible "ue le métal ou l’alliage constituant les parties à assembler assembler.. Soudobrasage: Soudobrasage:

#e soudobrasage se distingue du brasage essentiellement en ce sens "ue l’opération s’effectue de proche en proche par déplacement de la source calorifi"ue d’une part, et "ue d’autre part, la capillarité n’étant pas nécessaire, ce procédé donne lieu à l’élaboration d’un cordon maintenu par les forces interfaciales créées sur les surfaces à assembler. 2

GENERALITES SUR LES PROCEDES D’ASSEMBLAGE Soudage: Soudage:

Cette opération consiste à réunir de façon permanente deux ou plusieurs éléments, de manière à assurer la continuité entre les parties à assembler, soit soit par chauffage, soit par pression, soit par combinaison de l’un et l’autre, avec ou sans emploi d’un produit d’apport dont la température de fusion est voisine de celle du matériau constituant les éléments à réunir. Brasage: Brasage:

Cette opération consiste à réunir de façon permanente deux ou plusieurs éléments dont les bords gardent leur contour primitif et sont liés par mouillage d’un métal ou alliage! d’apport plus fusible "ue le métal ou l’alliage constituant les parties à assembler assembler.. Soudobrasage: Soudobrasage:

#e soudobrasage se distingue du brasage essentiellement en ce sens "ue l’opération s’effectue de proche en proche par déplacement de la source calorifi"ue d’une part, et "ue d’autre part, la capillarité n’étant pas nécessaire, ce procédé donne lieu à l’élaboration d’un cordon maintenu par les forces interfaciales créées sur les surfaces à assembler. 2

SOUDAGE

CLASSIICATION DES PROCEDES DE SOUDAGE

$

%

SOUDAGE

INDICES DE SOUDABILITES

&

'

SOUDAGE

CLASSIICATION DES DEAUTS DE SOUDURES

(

)

*

SOUDAGE

ALCULS DES !OINTS CALCULS DE SOUDURES

1+

or"u#a$%o& %&%$%a#e de #’ISO 'o&'er&a&$ #es soudures sur a'%ers

Comme certaines expériences s’accordaient sur le fait "ue τ⊥ et τ  avaient la m-me influence sur la ruine plasti"ue, la formulation initiale de l’/0 fut établie sur la base de 

#e coefficient λ proposé devait -tre compris entre 1,) et 2,& tandis "ue  représentait un coefficient de "ualité, pénalisant les gorges épaisses. 3ans la formulation initiale de l’/0 ainsi "ue d’autres postérieures, la contrainte limite à considérer, f4, est la limite d’élasticité de l’acier de base, garantie par un document normatif définissant le produit.

11

A((#%'a$%o& (ra$%)ue des r*g#es au 'a#'u# a&a#+$%)ue

#’introduction d’un coefficient 56!  en relation avec la nuance de l’acier de base, et "ui représente le fait "u’en matière de soudage d’aciers doux non alliés ou microalliés  fu 7 &1+ 89a!, les produits d’apport de soudage à l’arc par procédés classi"ues confèrent aux :ones fondues des caractéristi"ues mécani"ues très supérieures à celles de la nuance de base. #es coefficients 56, γMw sont regroupés dans le tableau suivant ;ne formule enveloppe, déductible de la relation générale, est proposée par ce m-me document sous la forme  relation dans la"uelle ∑ u&e #%g&e br%s-e 0#-'.-e 3#%g&e de r -0-re&'e e$ #%g&e de re(*re se#o& 3a99< )u% (er"e$ d’%de&$%0%er #a #%g&e de o%&$ sur u&e ?ue de #a 'o&s$ru'$%o&/ Sur #a #%g&e de r-0-re&'e so&$ (or$-s d%?ers s+"bo#es %&0or"a$%0s< (ar"% #es)ue#s: @ #e s+"bo#e -#-"e&$a%re 3b9 re(r-se&$a&$ > #a 0o%s :  #e $+(e d’asse"b#age 3bou$ > bou$< a&g#e > 'ordo&< #%a%so&s #o'a#es9<  #a (r-(ara$%o& des bords  @ u& s+"bo#e add%$%o&&e# 3'9 -?e&$ue# do&&a&$ u&e 3ou des9 (r-'%s%o&3s9 su((#-"e&$a%re3s9  @ #es d%"e&s%o&s des 'ordo&s d’a&g#e 3gorge< &o"bre< #o&gueur9 'o""e %&d%)u- 3d9  @ des %&d%'a$%o&s o($%o&&e##es $e##es )ue :  #’%"(-ra$%0 de 'o&$%&u%$- sur #e (our$our 3'ordo&s  bou'#-s 9 3e9<  #’e,-'u$%o& sur #e '.a&$%er 309<  #e (ro'-d- de soudage< #a '#asse de )ua#%$-< #a (os%$%o& d’e,-'u$%o&< #e (rodu%$ d’a((or$ 3g9  @ u&e #%g&e d’%de&$%0%'a$%o& (er"e$$a&$ #e (os%$%o&&e"e&$ des 'ordo&s d%ss+"-$r%)ues (ar ra((or$ > #a 0a'e  ?ue  de #a ( %*'e 3.9/

1&

Cadres 'o&s$%$u-s (ar des (ro0%#s ou?er$s< sou"%s > 0#e,%o& e$ $ors%o& .ors de #eur (#a&/ R-su#$a$s e,(-r%"e&$au, 'o"(ara$%0s

1'

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1(

!OINTS DE SOUDURES DISCONTINUS

#es assemblages à l’aide de cordons d’angle discontinus, "ui permettent de limiter les déformations générées par le retrait de soudage, ne sont toutefois admissibles "ue dans les situations suivantes  ? la structure fonctionne en atmosphère non corrosive A ? les efforts éventuellement transmis par l’assemblage à cordons discontinus sont essentiellement stati"ues. ue l’assemblage à cordons discontinus soit transmetteur d’effort ou non, la longueur libre non soudée  ∆! entre deux cordons successifs, ne doit pas excéder la valeur suivante  ? éléments tendus  ∆ min 2+ emin A $++ mm! sur aciers comme sur alliages d’aluminium A ? éléments comprimés  ∆ min 12 emin A 2++ mm! sur aciers A ∆ min 1+ emin A 1'+ mm! sur alliages d’aluminium. Comme ∆ représente la plus courte des distances séparant deux cordons consécutifs situés d’un m-me cDté ou de part et d’autre de l’élément assemblé, il est recommandé de donner la préférence aux cordons discontinus alternés, "uelle "ue soit la position de l’élément sur plat  a ou sur chant  b!.

1)

PRINCIPES GENERAU DE CONCEPTION

1*

SOUDAGE

PROCEDES DE SOUDAGE

2+

SOUDAGE A L’ARC

l se caractérise par deux éléments essentiels  ? la &a$ure de #’-#e'$rode  baguette, fil fusible ou tige réfractaire A ? la &a$ure du "%#%eu , ga: ou vapeurs, dans le"uel s’établit la décharge électri"ue et "ui doit avoir des propriétés protectrices visEàEvis de l’atmosphère ambiante.

21

SOUDAGE A L’ARC

22

SOUDAGE A L’ARC : Soudage > #’-#e'$rode e&rob-e

2$

SOUDAGE A L’ARC : Soudage sous 0#u, e& (oudre

2%

SOUDAGE A L’ARC : se"%6au$o"a$%)ue MIG 6 MAG

2&

SOUDAGE A L’ARC : PLASMA

2'

SOUDAGE

TRAITEMENT THERMIQUE DES PIECES SOUDEES

2(

E00e$s %&d-s%rab#es de #a re#a,a$%o& Cas des a'%ers &o& a##%-s au C6M& > #’-$a$ &or"a#%s- ou -)u%?a#e&$

8-me sur ces aciers, le chauffage et maintien à température voisine de '++ FC nécessaires en vue d’obtenir un taux de relaxation appréciable )& G environ! sont susceptibles de faire apparaHtre une diminution des caractéristi"ues de résistance  Ip +,2 en particulier! et un relèvement de la température de transition  BJ2(! dans le métal de base. l convient de noter en revanche "u’en :one fondue la ténacité est améliorée par le traitement de relaxation à '++ FC. Cas des a'%ers a##%-s ou &o& > #’-$a$ $re"(- e$ re?e&u

 K l’exception des aciers sensibles à la fragilité de revenu aciers au 8o et 8nE8o par exemple! "ui se produit dans la gamme %&+ à &&+ FC, le traitement thermi"ue de relaxation ne présente pas d’influence notable sur les caractéristi"ues mécani"ues du métal de base, pour autant "ue la température de maintien soit limitée à 2+ FC environ auEdessous de celle du revenu après trempe. Ln revanche, la :one fondue de soudures sur aciers au @i pour basses températures fait l’obMet d’un relèvement du BJ2( après un traitement de relaxation à '++ FC. 2)

E00e$s %&d-s%rab#es de #a re#a,a$%o& $.er"%)ue Cas des a'%ers a##%-s au Cr6N% %&o,+dab#es aus$-&%$%)ues

#’obtention d’un taux de relaxation minimal de '+ G nécessite une température de maintien de l’ordre de )++ à *++ FC "ui s’avère dangereuse dans le cas des nuances non stabilisées en raison des modifications structurales susceptibles d’apparaHtre dans le métal de base et la :one fondue formation de carbures!. 3ans le cas de cette famille d’aciers, la relaxation mécani"ue par déformation plasti"ue est préférable. D-0or"a$%o&s des (%*'es au 'ours du $ra%$e"e&$

#es pièces élancées donnent lieu, au cours du traitement, à des déformations telles "ue flexion, vrillage et voilement dont l’amplitude peut -tre incompatible avec les surépaisseurs prévues pour l’usinage final. =fin d’éviter de tels désordres, et lors"u’il s’agit de production en petites séries, une précaution élémentaire consiste, avant traitement, à solidariser les pièces entre elles par soudures provisoires, de façon à augmenter la raideur du s4stème noter "u’une précaution analogue prise lors de la fabrication, permet de limiter les déformations de soudage!. 3ans le cas d’une pièce unitaire, il peut -tre avantageux de solidariser cette dernière sur un bNti rigide constitué de profilés dont les épaisseurs sont semblables. 2*