Bibliographie & annexes
Présentation
English
NOTE DE L'ÉDITEUR
La partie 2 de la norme NF EN 1090 citée dans cet article a été complétée par la norme NF EN 1090-2/CN (P22-101-2/CN) : Exécution des structures en acier - Exigences techniques pour les structures en acier - Partie 2/CN : complément national à la NF EN 1090-2 (révision novembre 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2011 (Décembre 2020)
La norme NF EN 10219-2 d'août 2006 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 10219-2 (A49-540-2) : Profils creux de construction soudés, formés à froid en aciers - Partie 2 : tolérances, dimensions et caractéristiques du profil (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1910 (Novembre 2019).
Les normes NF EN 10025-2 à -5 de mars 2005 et NF EN 10025-6+A1 de juillet 2009 citées dans cet article ont été modifiées par les normes NF EN 10025-2 à -6 (A35-501-2 à -6) : Produits laminés à chaud en aciers de construction
– Partie 2 : Conditions techniques de livraison pour les aciers de construction non alliés
- Partie 3 : Conditions techniques de livraison pour les aciers de construction soudable à l'état normalisé/laminage normalisant
- Partie 4 : Conditions techniques de livraison pour les aciers de construction soudable à grains fins obtenus par laminage thermomécanique
- Partie 5 : Conditions techniques de livraison pour les aciers de construction à résistance améliorée à la corrosion atmosphérique
- Partie 6 : Conditions techniques de livraison pour produits plats des aciers à haute limite d'élasticité à l'état trempé et revenu (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1909 (Octobre 2019).
La norme NF EN 10210-2 d'octobre 2006 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 10210-2 (A49-502-2) " Profils creux de construction finis à chaud en aciers — Partie 2 : Tolérances, dimensions et caractéristiques de section" (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1905 (mai 2019).
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).
RÉSUMÉ
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.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
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)
INTRODUCTION
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.
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- Version archivée 1 de nov. 2005 par Jean-Pierre MUZEAU
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Présentation
Types de soudures
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1. Procédés de soudage
L’opération de soudage par fusion avec fil-électrode fusible, consiste à faire fondre un métal d’apport, procuré par le fil électrode, en même temps que les parties adjacentes des éléments à assembler. Le métal fondu provenant de chaque élément est réuni au niveau du joint dans un bain de métal qui comble l'interface.
Au fur et à mesure que le bain de fusion se refroidit, le métal fondu qui se trouve à la limite de fusion se solidifie, formant un lien solide avec le métal de base. Quand la solidification est totale, il y a continuité du métal à travers le joint.
Dans le soudage à l'arc, on utilise généralement un flux en poudre ou un gaz pour protéger le bain de fusion contre l’action de l'air.
1.1 Terminologie
1.1.1 Composants et zones d’un cordon de soudure
Les termes utilisés pour caractériser un cordon de soudure sont les suivants (figure 1) :
-
le métal de base est le matériau constitutif des éléments à souder ;
-
le métal d'apport est la matière dont est constituée l'électrode utilisée dans le processus de soudage ;
-
la racine désigne l'endroit de l'assemblage jusqu'où le métal d'apport a pénétré ;
-
la face représente la surface extérieure de la soudure ;
-
le pied correspond à la ligne de séparation repérée sur la face de la soudure, entre le métal de base et le métal d'apport ;
-
la zone affectée thermiquement (ou ZAT) est la partie du matériau de base qui n'est pas rentrée en fusion en même temps que le métal d'apport, mais qui a subi un échauffement et un refroidissement très rapides au passage de l'arc de soudage. Dans cette zone, la structure métallographique du matériau de base est modifiée. Il en résulte un durcissement de l’acier et, dès lors, une plus grande sensibilité du détail soudé à la rupture fragile.
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Procédés de soudage
BIBLIOGRAPHIE
-
(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,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
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...
1.1 Organismes – Fédérations – Associations
-
AFNOR, Association française de normalisation
-
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
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GALVAZINC Association
-
IS, Institut de Soudure
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