Essai de traction
Assemblages métallurgiques soudés : contrôles destructifs généraux

Les essais destructifs des assemblages soudés sont nécessaires, car même si l'on connaît les qualités et les propriétés des métaux de base, le fait de réaliser une opération de soudage entraîne des modifications du ou des métaux de base dont il faudra tester la santé suite à cette opération d'assemblage. Cela est d'autant plus nécessaire lorsque l'on est en présence d'un assemblage hétérogène. Par assemblage hétérogène, il est sous-entendu :

• assemblage de deux matériaux de natures différentes : acier au carbone- manganèse avec un acier inoxydable, par exemple ;

• assemblage de deux matériaux identiques avec un métal d'apport tiers : acier de blindage trempant avec un métal d'apport austénitique (acier inoxydable austénitique), par exemple ;

• assemblage de deux matériaux de natures différentes avec un métal d'apport tiers : acier au carbone-manganèse avec un acier inoxydable austénitique avec un métal d'apport tel qu'un acier inoxydable austénito-ferritique.

De même, il est possible d'assimiler à un assemblage hétérogène, une soudure entre deux tôles de même matériau avec un métal d'apport de nature identique ou similaire. Dans ce cas, en effet, les transformations métallurgiques qui ont pu avoir lieu dans le cordon de soudure peuvent rendre cet assemblage hétérogène d'un point de vue microstructural et donc au final d'un point de vue comportement mécanique.

Dans tous les cas précédemment cités, il convient alors de vérifier la santé matière (présence de défauts, modification des propriétés mécaniques) de l'assemblage, car il est bien connu qu'une opération de soudage modifie toujours quelque peu les propriétés d'usage des matériaux.

Les essais destructifs sur assemblages soudés sont complémentaires des essais non destructifs que l'on peut pratiquer sur ces mêmes assemblages [BM 6 450]. Les essais non destructifs ou END (contrôle visuel, par ressuage, par magnétoscopie, par courants de Foucault, par radiographie, par ondes ultrasonores…) permettent de détecter la présence de défauts dans l'assemblage : fissures, manque de pénétration, porosités, manque de fusion… Par contre, les END ne permettent pas de déterminer les propriétés mécaniques et surtout leurs hétérogénéités possibles issues de l'opération de soudage. De plus, comme nous le verrons dans le présent article et le suivant [BM 7 793], les essais destructifs sur assemblages soudés permettent de déterminer, comme les END, la présence de défauts (fissures, porosité…), mais aussi de contrôler le nombre de passes de soudage exécutées, la dilution entre passes, la taille réelle de la gorge dans le cas d'un assemblage en angle…

Les essais destructifs d'assemblages soudés peuvent être mis en place en fonction des besoins :

• lors de la mise au point d'une nouvelle nuance d'alliages (un acier par exemple), l'aciériste devra dans un premier temps s'assurer de la bonne soudabilité (pour un acier dont l'utilisation nécessitera des assemblages par soudage). Pour cela, il réalisera des soudures allant de la simple ligne de fusion à des assemblages réels en faisant varier par exemple les procédés de soudage ainsi que leurs paramètres. La soudabilité sera validée par des essais non destructifs et surtout des essais destructifs ;

• lors de la recherche des paramètres de soudage ou lors du contrôle de ces paramètres en production ;

• les contrôles destructifs sont obligatoires lors de la réalisation d'une qualification de mode opératoire de soudage (QMOS) ou lors de la qualification d'un soudeur (QS). Ils sont conjoints à des END. Par exemple, le projet de norme PR NF EN ISO 15614-1 de novembre 2013 sur la qualification des modes opératoires de soudage dans le cas du soudage à l'arc impose des essais destructifs du type macrographie, essai de traction, essai de flexion choc ;

• d'autres demandes spécifiques telles que celles du client lors de suivi de production peuvent faire appel à des essais destructifs.

La plupart des essais destructifs sur assemblages soudés sont soumis à normalisation, comme pour les essais sur les métaux de base. Les normes spécifiques à chaque essai seront abordées dans les paragraphes ci-dessous propres à ces essais destructifs. Dans ces normes, le lecteur trouvera en plus de la description des essais, toute la nomenclature permettant de désigner les essais destructifs mais aussi des exemples de rapport d'essais.

Nous aborderons dans cet article des essais destructifs généraux appliqués aux assemblages comme les observations macro- ou microscopiques, les essais de traction, les essais de flexion choc et les essais de dureté.

Il existe d'autres essais destructifs sur assemblages soudés plus spécifiques qui sont détaillés dans un second article [BM 7 793] : essai de pliage, essai de texture, essais de fissuration à froid ou à chaud.