Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Alain CHABENAT : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Mécanique et Aérotechnique de Poitiers et de l’École Supérieure de Soudure et ses Applications (ESSA) - Responsable de la Section Ingénierie du soudage au Centre Technique de Framatome
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Lire l’articleINTRODUCTION
Souder deux éléments métalliques, pour constituer un ensemble continu, implique :
-
d’accoster ces deux parties, c’est-à-dire les mettre en face l’une de l’autre ;
-
de les maintenir proches pendant l’opération de soudage, du moins au début ;
-
de mettre en mouvement relatif la pièce et la torche de soudage lorsque l’on soude en mode automatique et parfois de mettre en mouvement la pièce lorsqu’un soudeur tient lui-même la torche.
Nous nous intéressons ici aux procédés de soudage à l’arc électrique ; les procédés faisceaux d’électrons, laser, résistance électrique, friction, etc., ne seront pas traités.
Le montage des pièces à souder sera abordé selon les deux aspects suivants :
-
préparation en atelier des pièces à souder, en ce qui concerne l’accostage des bords, les moyens de maintien des pièces pendant le soudage, et le bridage vis-à-vis des déformations ;
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description des machines et outillages de mise en mouvement des pièces et des torches de soudage, en vue d’une automatisation de l’opération (chariots sur poutres ou positionneurs, vireurs, potences, tours, rails, etc.).
Le lecteur trouvera une description détaillée du procédé dans l’article Soudage à l’arcSoudage à l’arc.
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Mise en mouvement en soudage automatique
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2. Préparation et accostage
2.1 Déformations provoquées par le soudage
Avant de décrire les moyens généralement mis en œuvre pour la préparation et l’accostage des pièces avant soudage, nous évoquerons les phénomènes qui justifient ces moyens et en donnent l’importance.
-
Quelles sont les origines des déformations produites par une opération de soudage ?
L’arc électrique de soudage doit provoquer la fusion des bords à souder et celle du métal d’apport lorsqu’il y en a. Il engendre donc un champ de températures élevées et localisées. Ces deux facteurs cumulés génèrent à leur tour un champ de contraintes dès l’apparition de la source de chaleur.
Les contraintes d’origine thermique sont très élevées. Dans le cas du soudage, elles dépassent largement la limite d’élasticité du matériau soudé.
On peut estimer de façon simple les sollicitations thermomécaniques mises en jeu en soudage en imaginant, dans une plaque épaisse rigide, une zone chauffée localement à une température T, le reste de la pièce conservant la température ambiante.
Exemplechoisissons une élévation locale ΔT de 100 C dans un acier ferritique dont le coefficient de dilatation linéique α vaut 12 · 10−6 K−1. La déformation « bloquée » par la partie rigide est :
ε = α · ΔT = 1,2 · 10−3Le module d’Young E restant voisin de 200 000 MPa sous ces « basses » températures, on voit que cet écart local faible de 100 C provoque une contrainte de compression :
σ = E · ε = 240 MPac’est-à-dire que si la zone chauffée est un barreau imaginaire de 1 cm2 de section au milieu d’une masse importante, ce barreau tire sur la pièce avec une force de 2,4 t.
Cet exemple simple (simpliste) montre que l’opération de soudage génère des contraintes locales élevées, lesquelles conduisent à des plastifications locales, et engendrent de ce fait, des forces importantes dans la pièce elle-même.
Ces forces apparaissent dès que l’arc est formé, donc dès le pointage.
Pendant le soudage, le sens des contraintes et des déformations varie. Lorsque le soudage...
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Préparation et accostage
ANNEXES
Cette liste est non exhaustive et sujette à modifications. Elle concerne surtout des fournissseurs de matériels disponible en France, à ce jour.
HAUT DE PAGE1.1 Outillage. Machines diverses
Amantis
Dimetrics-Liburdi
Erfi
Jetline
Magnatec
Pipe
Polysoude
SAF
Talley
HAUT DE PAGE
BUG-O
ESAB
Gullco
SAF
HAUT DE PAGE
ARMCO
ESAB
Jetline
Lambert et Jouty
Lincoln
Ransome-Air Liquide
SAF
HAUT DE PAGE
Jetline
SAF
HAUT DE PAGE
Arc Machine
Dimetrics-Liburdi
Polysoude
HAUT DE PAGE
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