Présentation
INTRODUCTION
La connaissance des nombreux phénomènes liés aux traitements thermiques des aciers est primordiale pour la bonne compréhension de ce chapitre qui n’a pas pour but de décrire les diverses méthodes de soudage (elles seront davantage explicitées dans l’article TBA1058 concernant les assemblages), mais de mettre en lumière les caractéristiques physicochimiques qui influent sur l’aptitude des métaux à une bonne soudabilité. Cette aptitude présente trois volets :
-
la soudabilité opératoire, qui s’intéresse à l’influence de l’état de surface du joint, au métal d’apport, à la procédure adoptée ;
-
la soudabilité locale ou métallurgique, qui se préoccupe de l’homogénéité physicochimique de la soudure, en tenant compte du métal de base et d’apport, des conditions de fusion, d’échauffement, puis de refroidissement ;
-
la soudabilité globale ou constructive, qui fait plus généralement appel aux phénomènes apparaissant au cours de la construction, ou au cours de l’utilisation de la charpente soudée.
En d’autres termes, la soudabilité représente l’aptitude au soudage. La soudabilité sera parfaite si la condition de résistance de l’assemblage est conservée ou reste acceptable compte tenu du cahier des charges établi pour un ouvrage considéré.
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La soudabilité des aciers - Introduction| Plan de la page |
I - Soudabilité opératoire
État des joints à souder
L’usinage des joints peut être effectué par coupage thermique ou par abrasion et en respectant certaines règles de l’art (un préchauffage avant oxycoupage est parfois souhaitable).
En tout état de cause, les surfaces doivent être meulées pour éliminer la calamine et être exemptes de scories, rouille ou autres impuretés. Mieux encore, un joint qui aura été usiné par enlèvement de copeaux représentera les meilleurs atouts pour la réussite d’une soudure.
En règle générale le métal devra être exempt de toutes impuretés et n’aura subi aucun changement métallurgique (échauffement important, écrouissage, décarburation, etc.).
Métal d’apport
Le choix de ce matériau est conditionné par les résultats d’essais tenant compte des conditions de fabrication, de laminage de l’acier, de son épaisseur. La procédure opératoire (à l’arc ou sous gaz) intervient également dans le choix.
Selon la nuance de l’acier à souder, on choisira un type donné d’électrodes. Celles-ci devront avoir l’un des trois conditionnements normalisés suivants :
- conditionnement spécial ;
- bonne conservation à l’abri de l’humidité ;
- séchage vers 400 °C, puis stockage à l’abri de l’humidité pour certaines électrodes.
II - Soudabilité locale ou métallurgique
A - Fragilisation par l’hydrogène
Origines de l’effet de pression
De l’hydrogène peut être introduit pendant la soudure lors de la décomposition de la vapeur d’eau à haute température dans l’arc électrique, et se trouvant emprisonné dans la zone affectée thermiquement par cette opération, créer des contraintes fragilisantes par effet de pression.
Cette vapeur d’eau a diverses origines suivant les procédés de soudage ( cf ....
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