Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Le présent article concerne les assemblages soudés ou brasés d’alliages relevant de l’un des groupes : fontes, cuivre, nickel, titane et zirconium. Un bref rappel des propriétés physiques et chimiques caractérisant chaque groupe est précisé, suivi par une description de leur comportement en soudage ou brasage. Les caractéristiques des alliages, et les critères de choix des procédés d’assemblage les plus appropriés, sont présentés, au regard des documents normatifs en vigueur spécifiant sous quelle forme les produits existent ainsi que leur état métallurgique.
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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
Cet article aborde les conditions d’assemblage par soudage, brasage ou soudo-brasage de diverses familles d’alliages que sont :
-
les fontes ;
-
le cuivre et ses alliages ;
-
le nickel et ses alliages ;
-
le titane, le zirconium et leurs alliages.
Les spécificités, que présentent chacune des familles étudiées, tant sur le plan de leur mise en forme, que celui de leurs propriétés physiques et chimiques, leur confèrent des applications précises dans de nombreux secteurs industriels de la construction mécanique soudée.
Après une présentation des propriétés physico-chimiques nécessaires à la compréhension des problèmes métallurgiques posés par la soudabilité ou la brasabilité des diverses familles, l’article présente, au travers d’une classification fonctionnelle, les caractéristiques des alliages susceptibles d’être approvisionnés selon les documents normatifs en vigueur, et précise par ailleurs leur comportement lors du soudage ou du brasage. Est également abordé le choix du procédé d’assemblage le plus approprié dans le cas de liaison homogène, tout autant que celui de liaison hétérogène avec notamment les diverses nuances d’acier. L’article aborde également la justification et les conditions dans lesquelles s’effectuent les traitements post-assemblages. Enfin, s’agissant d’un article délibérément destiné à la conception de structures mécaniques, il est évoqué dans le cas des fontes les bases d’un dimensionnement des assemblages soudés ou brasés.
Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire et un tableau des sigles et des symboles utilisés.
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Sigles et symboles
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6. Glossaire
austénite ; austenite
Constituant d’un alliage Fe-C observable à haute température, dont la maille cristalline élémentaire, cubique à face centrée, est susceptible de solubiliser en insertion une teneur élevée en carbone (2 % environ).
cémentite ; iron carbide
Composé défini Fe3C dans les alliages Fe-C, dont la maille orthorhombique est très dure et fragile.
dilution ; dilution rate
Participation du métal de base au travers de sa fusion, à la composition chimique de la zone fondue.
ferrite ; ferrite
Constituant d’un alliage Fe-C dont la maille cristalline élémentaire cubique centrée ne peut solubiliser qu’une faible concentration en carbone (0,02 % environ).
gougeage ; root gouging
Élimination locale de métal par voie mécanique (meulage, fraisage, outil gouge) ou par voie thermique (arc-air).
keyhole ; keyhole
En soudage par fusion de proche en proche, technique consistant à créer et à maintenir au centre du bain de fusion un trou, qui garantit l’obtention d’un bourrelet de pénétration à l’envers du joint.
liquation ; liquation
Formation en cours de chauffage d’îlots liquides générés par des zones ségrégées.
martensite ; martensite
Constituant d’un alliage Fe-C à l’état hors d’équilibre, obtenu par un refroidissement rapide de l’austénite, dont la maille cristalline élémentaire tétragonale résulte de la sursaturation du carbone en insertion dans le réseau.
solidification carburique ; metastable solidification
Conditions de solidification (composition chimique et vitesse de refroidissement) générant une structure à haute teneur en carbures (Fe3C en particulier).
soudage homogène
Désigne une liaison de deux pièces dont la nuance relève d'un même sous-groupe avec un apport dont la composition chimique est aussi du même sous-groupe.
texture cristallographique ; crystallographic texture
Alignement préférentiel de certains plans {hkl} et de directions cristallographiques <hkl> avec le plan et la direction principale de déformation plastique.
undermatching
Dans un assemblage par fusion, abaissement du comportement élastoplastique de la ZF (ou ZF + ZAT)...
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - NF EN ISO 4063. – Février 2011. Soudage et techniques connexes – Nomenclature et numérotation des procédés.
-
(2) - * - NF EN ISO 1071. – Février 2016. Produits consommables pour le soudage – Électrodes enrobées, baguettes et fils fourrés pour le soudage par fusion de la fonte – classification.
-
(3) - * - EN ISO 6947. – Octobre 2019. Soudage et technique connexes – Positions de soudure.
-
(4) - * - NF EN ISO 2560. – Décembre 2009. Produits consommables pour le soudage – Électrodes enrobées pour le soudage manuel à l’arc des aciers non alliés et des aciers à grains fins – Classification.
-
(5) - LAPLANCHE (H.) - Les fontes et leurs traitements thermiques – Métallurgie structurale. - PYC Edition, Paris (1975).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Tuyaux et raccords en fonte, leurs assemblages et accessoires destinés à l’évacuation des eaux, des bâtiments – Prescriptions, méthodes d'essais et assurance qualité. - NF EN 877 - Novembre 1999
-
Fonderie – Fontes à graphite lamellaire. - NF EN 1561 - Décembre 2011
-
Fonderie – Fontes malléables. - NF EN 1562 - Mars 2019
-
Fonderie – Fontes à graphite sphéroïdal. - NF EN 1563 - Août 2018
-
Fonderie – Fontes ausferritiques à graphite sphéroïdal. - NF EN 1564 - Décembre 2011
-
Fonderie – Fontes austénitiques. - NF EN 13835 - Mars 2012
-
Fonderie – Fontes à graphite vermiculaire (compacté). - NF EN 16079 - Janvier 2012
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