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RÉSUMÉ
L'opération de soudage par fusion, introduit de nombreuses modifications locales au plan géométrique et structural, qui impactent souvent les performances conférées à l’origine aux matériaux de base. L'article est consacré aux différents traitements thermiques, mécaniques et thermomécaniques mis en œuvre sur les ensembles soudés, afin de rétablir les propriétés de référence. Les traitements de parachèvement (arasage, refusion TIG, grenaillage, etc.) qui améliorent le comportement des assemblages soudés en fatigue sont largement détaillés. Enfin, la technique de soudage temper bead qui constitue une alternative au traitement d’adoucissement y est développée.
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Fusion welding induces local geometric and structural modifications that often impact the original performance of basic materials. This article deals with the various thermal, mechanical and thermomechanical treatments used to recover the nominal reference properties of welded assemblies. The post-weld improvement treatments of these welded assemblies (flush grinding, GTAW re-melting, shot peening, etc.) are extensively detailed. Finally, the temper-bead welding process, an alternative to softening heat treatment, is described.
Auteur(s)
-
Alain MICHEL : Ingénieur CNAM et ESSA - Expert, chargé de cours - Institut de Soudure Industrie, Villepinte France - École supérieure du soudage et de ses applications, Yutz, France
INTRODUCTION
Bien que le soudage par fusion puisse constituer à l’heure actuelle une technique d’assemblage très performante des métaux et alliages dans le domaine de la construction mécanique, il n’en demeure pas moins que celui-ci donne lieu à des modifications locales, sur le plan géométrique, structural (constituants métallurgiques) et physique (équilibre élastique interne), qui sont telles qu’à l’état « brut de soudage », certains assemblages soudés ne peuvent bénéficier pleinement des performances mécaniques et chimiques élevées conférées au matériau de base à l’issue de son élaboration. Il devient nécessaire en conséquence, soit de faire appel en cours de soudage à des procédures particulières de dépôts qui permettent de minimiser l’impact des cycles thermiques, soit de soumettre la structure en fin de fabrication à divers traitements ou parachèvements thermiques ou mécaniques qui permettent de restaurer tout ou partie des caractéristiques mécaniques affectées par l’opération de soudage.
Après un rappel indispensable définissant les modifications potentiellement observables sur le plan des caractéristiques mécaniques de la structure, de la géométrie et de l’équilibre interne dans les joints soudés, l’article décrit les effets des divers traitements thermiques, mécaniques et parachèvements locaux mis en œuvre dans le but d’améliorer les performances des constructions soudées vis-à-vis des divers mécanismes de défaillance auxquelles elles peuvent être confrontées tout au long de leur fonctionnement.
Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire et un tableau des sigles et symboles utilisés.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
residual stresses | Treatments | stress relieve
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1999 par Alain MICHEL
- Version archivée 2 de janv. 2007 par Alain MICHEL
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
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Traitements thermomécaniques sur les ensembles soudés
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3. Traitements mécaniques sur les ensembles soudés
3.1 Martelage en cours de soudage
3.1.1 Principe et rôle du martelage pendant soudage
Ce traitement, qui s’applique de préférence aux pièces épaisses chanfreinées à pleine épaisseur en aciers au C-Mn et inoxydables austénitiques Cr-Ni, consiste à soumettre chaque passe à un martelage superficiel de nature à générer une déformation plastique localisée qui produit les deux effets suivants :
-
une compensation des diverses composantes de déformation de soudage, dans le but de garantir des tolérances géométriques précises ;
-
une réduction du niveau de contrainte résiduelle d’autobridage, permettant en cela une diminution du risque de fissuration à froid sur aciers.
Comme illustré sur la figure 27, la région superficielle de chaque passe constituant la couche j fait l’objet d’un écrouissage localement éliminé par la recristallisation provoquée par le cycle thermique de la passe suivante, et la réalisation de la couche k suivante élimine quasi totalement le reliquat d’aire fortement écrouie.
Sur aciers C-Mn, la ZF multi-passes martelée fait l’objet d’un relèvement de R p0,2 susceptible d’atteindre 40 MPa selon les conditions d’application et la nuance du produit d’apport. De son côté, la T K27 de cette même ZF est affectée par un relèvement pouvant atteindre 20 °C même avec un produit d’apport peu sensible à haut Mn.
Bien que le niveau de contrainte résiduelle final soit fortement abaissé, le martelage pendant soudage ne peut être considéré comme un traitement de relaxation en l’absence d’une démonstration expérimentale.
HAUT DE PAGE
L’opération s’effectue à l’aide d’un marteau pneumatique de type burineur, équipé d’un matoir de section rectangulaire...
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Traitements mécaniques sur les ensembles soudés
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - API RP 571 - Damage mechanisms affecting fixed equipment in the refining industry. - API Publishing Services Washington DC 20005 (2003).
-
(2) - DAVID (J.-C.), ROQUES (C.), BASTIEN (P.) - Relaxation des contraintes et soudabilité des aciers. - Soudage et Techniques Connexes, n° 7/8, p. 297-310 (1965).
-
(3) - FD A36-200 - * - . – Influence des traitements thermiques après soudage sur les propriétés mécaniques des aciers pour chaudières et appareils à pression (juin 1982).
-
(4) - NF EN 10028-2 - Produits plats en aciers pour appareils à pression - – Partie 2 : aciers non alliés et alliés avec caractéristiques spécifiées à température élevée (juillet 2017).
-
(5) - PRIMOT (L.), ATTIMONT (J.) - Du traitement thermique après soudage. - Cetim Informations, n° 118, p. 61-65 (1990).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Décret n° 99-1046 du 13 décembre 1999 relatif aux équipements sous pression.
HAUT DE PAGE2.1 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Institut de Soudure, 90 rue des Vanesses, 93420 Villepinte :
HAUT DE PAGE2.2 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Institut de Soudure, Espace Cormontaigne, 57970 Yutz :
Cetim, 52 avenue Félix Louat, 60304 Senlis Cedex :
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