introduction soudage

7/30/2019 Introduction Soudage

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Introduction au soudage

Par : A. AINI


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Le soudage procd dassemblage

boulonnage, vissage, rivetage, sertissage, etc =

discontinuit de la matireSoudage = Continuit de la matire

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htrogne

Homogne

Lacier est le mtal le plus facile souder

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Le soudage: cest le premier

moyen dassemblage de lacier le plus utilis et le plus efficace,

notamment dans la construction

mtallique.

Le soudage relve de lamtallurgie : il faut connatre le

matriau pour le souder de faon

efficace. Cette connaissance est

dautant plus cruciale quelouvrage sera fortement sollicit.

Cest pourquoi le soudage est rgi

par des cahiers des charges et des

modes opratoires prcis


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Avantages du soudage(par rapport aux autres techniques dassemblage)

- Il assure une continuit mtalliquede la pice, lui confrant ainsi descaractristiques au niveau delassemblage quivalentes celles du

mtal assembl (mcaniques,thermiques, chimiques, lectriques,dtanchit, de durabilit ).

- Il rpond des sollicitations leves

- Il est durable (insensible aux

variations de temprature, auxconditions climatiques )

- Il garantit ltanchit de la picesoude.


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Histoire du soudage en quelques

tapes cls Lorigine du soudage remonte lge des mtaux :

- lge de bronze on soudait la poche- lge de fer on soudait la forge

Jusquau milieu du 19me sicle, les procds de soudage voluent peu. Vers1850 on commence se servir du gaz pour chauffer les mtaux souder.

Fin 19me : mise en uvre de nouveaux procds :- Le soudage oxyactylnique- Le soudage aluminothermique- Le soudage larc lectrique- Le soudage par rsistanceCes procds connatront leur essor industriel vers 1920.

Dbut du 20me sicle : le soudage se rpand dans tous les secteurs

industriels.Consquence : une modification importante dans la conception et la ralisationdes objets. Exemple : lutilisation pour les ponts de PRS (Poutres reconstituessoudes) de grandes dimensions et fortes paisseurs. Le soudage devientindissociable du dveloppement de nombreux secteurs conomiques


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Histoire du soudage en quelques

tapes cls (suite) Dans les annes trente, le champ dapplication du soudage slargit :

construction navale, automobile, aronautique. Un nouveau mtier est apparu :celui de soudeur. Il devient ncessaire de former les ouvriers et dorganiser descours. Le CAP de soudeur est cr en 1931.

Pendant des annes, le soudage ne cesse dvoluer sur le plan technologique.

- industrialisation de principes physiques : faisceau dlectrons, soudage aulaser et aux ultrasons- dcouvertes involontaires : le soudage par explosion et par diffusion- introduction croissante de la microlectronique dans les quipements desoudage et dveloppement de la robotisation, do une amlioration de laqualit et de la productivit.

Depuis ces dix dernires annes, les innovations portent moins sur les

procds mmes, que sur le matriel de soudage et les matriaux dapport.Ainsi que sur les mthodes et conditions de travail, qui continuent desamliorer, notamment en matire dhygine et de scurit.A lheure actuelle, les procds industriels de soudage peuvent atteindre unepuissance de 100kW/cm2.


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Lacier, champion du soudage

Lacier est le mtal le plus facile souder car on peututiliser avec lui toute la gamme des procds de soudage.Dans lre industrielle, cest lacier qui a le plus bnficidu soudage. Laluminium et le titane ont commenc sesouder plus tard et conviennent moins bien ce procd.Laluminium, par exemple, est moins facilement soudable,car il faut enlever la couche dalumine rfractaire qui seforme naturellement sa surface et prendre les prcautions

ncessaires pour viter sa reformation durant le soudage.Mme chose pour le titane, qui est trs fortement oxydable.Certains alliages sont dailleurs intrinsquement nonsoudables.


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Comment obtenir un joint soud

(procds)Par pression pure: Soudage la forge

Soudage par ultrasons

Soudage par friction

Par pression et diffusion: Soudage par diffusion

Par fusion: A llectrode enrobe (SAEE)

Au fil lectrode fusible (MIG ou MAG)

Sous flux en poudre (SAFP)

Avec lectrode rfractaire (TIG)

Soudage forte nergie

Par plasma

Par Faisceau d lectrons

Par Faisceau Laser


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Les procds de soudage

pour techniques avancesIl existe une grande varit de procds de soudage.

Cependant, tous ne sont pas utilisables dans tous les cas.

Le choix d un procd de soudage se fait en prenant en

compte un certain nombre de paramtres:1. Taille et paisseur de la pice

2. Problmes de soudabilit mtallurgique

3. Problmes de soudabilit opratoire

4. Problmes d oxydation chaud de la liaison

5. Problmes de vitesse d excution

6. Problmes de contraintes de de dformations


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Les procds de soudage

Source dnergie

interne (ou endogne) soudage lectrique par

rsistance

soudage par friction

soudage par diffusion

soudage par explosion

soudage par ultrasons

Source dnergie

externe Flamme

arc lectrique faisceau dlectrons

faisceau Laser

jet de plasma

Ce second groupe est le plus rpandu dans lindustrie (hormis dans

lautomobile o on soude par rsistance), et plus particulirement le

soudage larc, technique de trs loin la plus utilise pour le soudage

des aciers et des autres mtaux et alliages.


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Le soudage larc

deux types de procds diffrents

(lectrode enrobe ou fil fusible)On choisit lun ou lautre de ces procds

selon que lon veut privilgier avantagesconomiques ou techniques.

Soudage SAW (sous flux

en poudre).

Larc lectrique jaillit sous

le flux en poudre. Quand

le flux fond, le cordon desoudure apparat


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Le soudage larc

Les procds les plus utiliss en construction mtallique : ceux de deuxtypes de procds diffrents

A llectrode enrobe (SMAW)

A fils fusible (GMAW, FCAW,SAW)


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A llectrode enrobe (SMAW*)Procd invent en 1907

Caractristique : moins utilis que les procds recourant des fils fusibles pour des raisons de faible productivit,mais garantit des joints de trs haute qualit grce

particulirement lutilisation denrobage de type basique.

A fils fusible

Ce procd, aujourdhui dutilisation plus rpandue quecelui llectrode enrobe, offre une meilleureproductivit car il permet un soudage semi-automatique ourobotis avec ou sans protection gazeuse. On peut utiliserdes fils pleins (GMAW*), des fils fourrs (FCAW*) oudes fils sous flux en poudre (SAW*).

Le soudage larc


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Garantie de la qualit

Un contexte normatif trs strict

cahiers des charges trs prcis


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Critres de choix dun procd

Lpaisseur du matriau souder

Le cahier des charges

Le lieuLaccs au joint

La position

La probabilit dapparition de dfauts

Le rendement

la possibilit de robotisation


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Quand on choisit un procd de soudage, il est

ncessaire de prendre en compte un certain

nombre de facteurs :Lpaisseur du matriau souder (ou

notion dpaisseur quivalente pour des

assemblages en T).



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Le cahier des charges prcisant les

caractristiques garantir sur joint soud :

Quel est le niveau de qualit requis(rsilience, duret, compacit).


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Le lieu o la soudure doit tre faite : les

procds GMAW* et FCAW* sous gaz,

conviennent mieux un environnementprotg en atelier (temprature ambiante,

absence de courant dair), tandis que le

procd SMAW et autres procds sans gaz

peuvent, plus facilement, tre utiliss sur

chantier.


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Laccs au joint : Il est ncessaire de

sassurer que lquipement de soudage, la

torche ou la tte de soudage, peuvent trepositionns correctement.


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La position de soudage ( plat,

verticale, au plafond) : Le procd SAW

ne convient pas pour du soudage vertical ouen position plafond, contrairement

dautres procds.


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Le rendement du procd : dtermine la

quantit de mtal qui peut tre

industriellement dpose en une heure detravail. On favorise bien sr les procds

haut rendement quand cela est possible.


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Il est donc ncessaire, avant de souder, de seposer toutes ces questions, et dautres encore :

Y a-t-il des risques darrachement lamellaire ?

Quelles sont les tolrances gomtriques garantir sur la pice finie (valuer ce que serontles retraits engendrs par le soudage, soudersymtriquement, prchauffer)

Sagit-il dun soudage rptitif?Si oui est-il robotisable ?

ETC


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Limportance du contrle et des

rglementations

Qui dit soudage dit contrle. Les directiveseuropennes imposent que linspection et lecontrle du soudage soient confis desorganismes indpendants (Institut de Soudure,Bureau Vritas ). Pas sur les produits de grandedistribution, mais dans le domaine de laconstruction en particulier. Car le soudage estdterminant pour la scurit de lensemble de

louvrage.Cest lune des spcificits du soudage : un

encadrement strict sur le plan rglementaire.


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La qualification des procdures de

soudage Le soudage est gr par des cahiers des charges prcis. Ces cahiers des

charges traitent du choix des procds et des paramtres de soudage,de leur qualification, de la qualification du personnel soudeur, destypes et tendue des contrles, de la qualification du personnel encharge de ces contrles, etc.

En construction mtallique, on nimpose pas tel ou tel procd desoudage, mais des rsultats, compatibles avec un cahier des chargesdonn : la fin, pas les moyens.

Do la ncessit en amont de la fabrication, de vrifier la pertinencedes procds de soudage choisis : cest la phase de qualification.

Le constructeur, partir, des plans du bureau dtudes, du cahier des

charges et des spcifications techniques particulires, dcide des typesde gomtrie de joints et des procdures de soudage les plus adapts.

Il tablit les DMOS (descriptif de mode opratoire de soudage) et doitdmontrer que ce quil a prvu fonctionne, par des essais.


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La qualification du personnel

soudeur

Les dfauts de forme et certains dfauts decompacit dpendent de lhabilit du soudeur ou

des rglages choisis par loprateur. Leur aptitude souder doit donc tre vrifie et reconnue.

Les conditions dans lesquelles laptitude dessoudeurs ou oprateurs est teste, sont dfinies par

lEN 287-1 ou NF A 88 111. Ces essais fontlobjet dun procs verbal de qualification dusoudeur ou de loprateur


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Les dfauts gnriques

couramment rencontrs

Les dfauts plans: qui sont rdhibitoires. Exemple :fissures froid, fissures chaud, collage ou manque defusion.

Les dfauts de forme: Exemple : un bourrelet qui serafatal pour le passage dun fluide, ou encore une souduretrop convexe prjudiciable un bon comportement enfatigue. Ces dfauts peuvent tre tolrs, selon des critresdacceptation qui varient selon le rle et le niveau desollicitation en service de llment soud.

Les dfauts volumiques: peu nocifs, ils bnficient ausside critres dacceptation. Il peut sagir de soufflure (dfautdorigine gazeuse) ou dinclusion de laitier, par exemple.


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Diffrents types de contrle

Les essais destructifs : ces contrles sont pratiqus surdes chantillons des joints souds lors des qualifications.

Il sagit de vrifier les caractristiques mcaniques de

lensemble soud par des essais gnralement, de traction,de rsilience, de duret et de pliage.

Les contrles non destructifs :

Aspect externe et surfacique : dimensionnel, visuel,

ressuage, ou magntoscopie.

Sant interne du joint : radiographies ou ultrasons.

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