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En anglaisRÉSUMÉ
Le succès d’un procédé soudage implique la notion fondamentale de continuité métallique des éléments à assembler. La mise en jeu de forces de liaison interatomiques de type métallique, hors présence de corps étranger, est donc fondamentale. Outre cet aspect, l’article traite des procédés permettant de créer cette liaison, des phénomènes intervenant dans ce mécanisme et des essais disponibles pour évaluer au final la soudabilité métallurgique.
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Guy MURRY : Ingénieur diplômé de l’École Nationale Supérieure d’Électrochimie et d’Électrométallurgie de Grenoble - Docteur-Ingénieur - Ancien Directeur de l’Office Technique pour l’Utilisation de l’Acier (OTUA) - Enseignant à l’École Supérieure du Soudage et de ses Applications (ESSA)
INTRODUCTION
A titre d’introduction, et pour éviter tout malentendu, il est utile de rappeler les définitions des termes qui apparaissent dans le titre de ce texte. Pour ce faire, on peut se référer au document intitulé « Termes et définitions utilisés en soudage et techniques connexes » édité par les Publications de la Soudure Autogène et le Conseil International de la Langue Française [1].
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Soudage : opération consistant à réunir deux ou plusieurs parties constitutives d’un assemblage, de manière à assurer la continuité entre les parties à assembler (continuité de la nature des matériaux assemblés : matériau métallique, matière plastique, etc.), soit par chauffage, soit par intervention de pression, soit par l’un et l’autre, avec ou sans emploi d’un produit d’apport dont la température de fusion est du même ordre de grandeur que celle du matériau de base.
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Soudabilité : on considère qu’un matériau métallique est soudable à un degré donné par un procédé et pour un type d’application donnés, lorsqu’il se prête, moyennant les précautions correspondant à ce degré, à la réalisation d’une construction entre les éléments de laquelle il est possible d’assurer la continuité métallique par la constitution de joints soudés qui, par leurs caractéristiques locales et les conséquences globales de leur présence, satisfont aux propriétés requises et choisies comme base de jugement.
On voit apparaître la notion fondamentale de « continuité de la nature des matériaux assemblés » et plus particulièrement de « continuité métallique». Cette exigence implique la mise en jeu, entre les éléments à assembler, de forces de liaison interatomiques de type métallique (pour les métaux). L’intervention de ces dernières exige l’absence de tout corps étranger susceptible de constituer une barrière à leur action.
Ces considérations permettent déjà de noter que :
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l’identité chimique des métaux assemblés n’est pas fondamentalement nécessaire ;
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les techniques d’assemblage mécaniques (rivetage, boulonnage, agrafage...) ou par adhésion (collage) ne répondent pas à la définition du soudage.
Dans le cadre de ce texte nous nous intéresserons successivement :
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aux conditions d’installation de la liaison métallique ;
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aux procédés qui permettent de réaliser cette liaison ;
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aux phénomènes métallurgiques mis en jeu et à leurs conséquences ;
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aux définitions de la soudabilité ;
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aux essais permettant d’apprécier la soudabilité métallurgique ;
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aux possibilités d’actions postérieures au soudage permettant d’améliorer les performances de l’assemblage,
pour finir par des considérations sur la soudabilité métallurgique des différents métaux.
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5. Actions postérieures au soudage
Après réalisation d’un joint, il peut être utile d’intervenir pour pallier les déficiences résultant de l’intervention de certains phénomènes métallurgiques. C’est ainsi que l’on pourra envisager, si nécessaire :
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de modifier l’état structural du métal dans le joint et notamment d’affiner les grains dans le métal fondu et dans la partie surchauffée de la ZAC ;
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de faire évoluer un état structural hors équilibre, il s’agit alors d’un traitement de revenu ;
-
de diminuer le niveau des contraintes résiduelles, il s’agit d’une relaxation ;
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d’améliorer la géométrie du raccordement entre le métal de base et le métal fondu ;
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de créer des contraintes résiduelles favorables à la tenue mécanique (surtout en fatigue) du joint.
5.1 Modifications de l’état structural
Il s’agit ici de procéder à un traitement thermique capable de conférer à l’ensemble du métal (métal fondu, métal surchauffé et métal de base) une structure métallographique conduisant, en tout point, aux propriétés d’emploi visées. Il est évident que le premier effet de ce traitement doit être de provoquer le durcissement optimal. Mais il ne sera possible que si les conditions nécessaires à sa bonne exécution peuvent être satisfaites ; ce peut ne pas être le cas, par exemple, si ce traitement doit comporter un refroidissement rapide interdit par l’architecture de la construction ou si, tout simplement, le volume de cette dernière ne le permet pas. Le deuxième effet d’un tel traitement peut être, si le métal subit des transformations allotropiques par germination et croissance, un affinement général de la taille des grains dans le métal fondu et dans la partie surchauffée de la ZAC.
HAUT DE PAGE5.2 Traitement de revenu
Lorsqu’à l’issue de l’opération de soudage certaines zones du joint subsistent dans un état structural hors équilibre qui leur confère des propriétés défavorables pour le comportement en service de la construction, il peut être utile de faire évoluer cet état à l’aide...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Institut de soudure et Conseil international de la langue française - Termes et définitions utilisés en soudage et techniques connexes. - Publ. de la Soudure Autogène.
-
(2) - RYKALINE (N.N.) - Les sources d’énergie utilisées en soudage. - Soudage et Techniques connexes, no 11/12 (1974).
-
(3) - Fédération des industries mécaniques et transformatrices des métaux - Procédés de soudage et techniques connexes. - FIMTM (1979).
-
(4) - PORTEVIN (A.), SEFERIAN (D.) - Étude thermique de la soudure au chalumeau et à l’arc. - XIe Congrès International de l’Acétylène et de la Soudure Autogène, vol. 3 (1934) et CR Acad. Sciences, 199 (1934).
-
(5) - Max Planck Institut für Eisenforschung - Schweissbarkeit der Stähle, Forschungsvertrag - no 6210-41/1/011.
-
(6)...
NORMES
-
Soudage et techniques connexes. Fissuration à froid sur implants. Méthode d’essais. - NF A89-100 - 12-1991
-
Construction d’ensembles mécanosoudés. Techniques de soudage. Partie 3 : Guide pour le choix des matériaux et pour les dispositions constructives. - FD E83-100-3 - 12-1995
ANNEXES
Institut de soudure (IS) http://www.isgroupe.com
Office technique pour l’utilisation de l’acier (OTUA) http://www.otua.org
Centre technique des industries mécaniques (Cetim) http://www.cetim.fr
Centre technique industriel de la construction métallique (CTICM) http://www.cticm.com
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