XX Métallerie 65 — Spécial soudage — Avril 2004 XXMétallerie 65 — Spécial soudage — Avril 2004

Dans la première partie de l’article consacré auxdéformations, on va traiter la déformation provoquéepar le soudage d’une tôle au milieu d’une tôle mincedans un assemblage transversal d’une section de pont.On parlera des différentes techniques d’assemblage etde la procédure de soudage et nous vous donneronsquelques conseils pratiques.

Par John AllenTraduction par M-C Ritzen (IBS)

à leur longueur et la distance entreelles. Quand il y en a trop peu, lerisque existe que le joint soit plusétroit quand la soudure progresse.Dans une longue soudure, avec lesoudage à l’électrode enrobée ouavec le soudage MIG/MAG, uneffet de ciseaux peut mêmeapparaître. Les bords de la soudureglissent l’un sur l’autre. Il faut noter que lors du soudagesous flux, le joint peut se releverquand le pointage n’est pas bienfait.La séquence de pointage estimportante afin de pouvoir avoir,sur toute la longueur de la soudure,une première passe uniforme. Trois séquences alternatives sontdonnées à la figure 1.(Remarque figure 1A: il estnécessaire de clamer les tôles oud’utiliser des cales afin demaintenir constante l’ouverture dujoint durant le pointage.)Pointer dans une direction

TECHNIQUESD’ASSEMBLAGE

Généralement, le soudeur a peud’influence sur le choix de latechnique de soudage. Cependant,la façon dont les éléments sontplacés les uns vis-à-vis des autrespeuvent être d’une grandeimportance pour pouvoir limiter lesdéformations. Les principalestechniques d’assemblage sont lepointage, les pièces placées dos àdos et la mise en place deraidisseurs.

POINTAGE

Les soudures de pointage sontidéales pour la mise en place et lemaintien de l’écartement des bordsmais peuvent également êtreutilisées afin de contrer le retraittransversal. Pour être efficace, il faut penser aunombre de soudures de pointage,

déterminée est une bonne méthodeafin de pouvoir régler l’écartementdes bords du joint et si nécessairede pouvoir rectifier par ex. dans lecas d’un écartement (devenu) tropgrand.Lors du pointage, il est importantque les soudures de pointagesoient déposées suivant uneprocédure approuvée et soientréalisées par des soudeursqualifiés. La procédure peut exigerun préchauffage et l’utilisation d’unmétal d’apport approuvé commespécifié pour la soudure même.L’élimination des pointages doit sefaire soigneusement afin d’éviterdes défauts de surface.

ASSEMBLAGE DOS ÀDOS

En pointant ou en clamant dos àdos deux pièces identiques, lesoudage peut être réalisé autour dela fibre neutre de la constructioncomplète. (figure 2a).Il est recommandé de faire unrecuit de relaxation sur l’ensembleavant de séparer les pièces. Si onne le fait pas, il peut êtrenécessaire de placer des calesentre les pièces (figure 2b) defaçon à ce que les piècesreviennent à la forme souhaitéeaprès les avoir retirées.

RAIDISSEURS

Le retrait longitudinal est souvent dûau cintrage, lors du soudage dejoints bout à bout, surtout lors de lafabrication de constructions en tôlesminces. Des raidisseurs dans lesens longitudinal sous forme deplats ou de cornières (figure 3)soudés des deux côtés du joint sontappropriés pour contrer le cintrage.L’endroit où on place les raidisseursest important: ils doivent être placésà une distance telle du joint qu’ilsne fassent pas obstacle auxsoudures à moins qu’ils soientplacés à l’envers d’une soudured’un seul côté.

PROCÉDURE DESOUDAGE

Le choix du procédé de soudage àutiliser est souvent fait sur base

CAHIER IBS

PRÉVENTION AU MOYEN DE TECHNIQUES SPÉCIALES DE FABRICATION

DÉFORMATION – PARTIE I

Figure 1: Méthodes différentes lors du pointage pour contrer le retrait transversal.– Soudures de pointage d’un côté à l’autre du joint (figure 1a)

– Commencer à pointer d’un côté et poursuivre le reste du joint à pas de pèlerin(figure 1b)

– Commencer le pointage au milieu et poursuivre avec un pointage à pas depèlerin (figure 1c) (Toutes les figures: Marc Martens)

Figure 2: Assemblage dos à dos afin de contrer la déformation lors du soudage de deux pièces identiques.– Pointage avant soudage (a)

– Utilisation de cales pour des pièces qui se déforment après soudage (b)

MET65A05 /Versie # 3

Goupille

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d’exigences de productivité et dequalité et moins par nécessité demaîtriser la déformation. Pourtant,le procédé de soudage, laprocédure de soudage et laséquence de soudage ont uneinfluence sur l’importance de ladéformation.

PROCÉDÉ DE SOUDAGE

Règles générales pour le choix d’unprocédé de soudage avec le moinsde déformation angulaire possible:– choisir un procédé avec unevitesse de dépôt aussi grande quepossible– remplir le joint avec le moins decordons possibleMalheureusement, un procédé desoudage choisi suivant ces critèresva augmenter le retrait longitudinalce qui provoquera un cintrage etune déformation locale. Pour souder manuellement, lesoudage MIG/MAG, procédé àvitesse de dépôt élevée, a lapréférence sur le soudage avecélectrode enrobée. Le métal fondudoit être déposé avec un enrobagele plus épais possible (MMA) oul’ampérage le plus élevé possible(MIG/MAG) pour éviterl’apparition de collage. En raisondu fait que l’échauffement estbeaucoup plus lent et plus dispersé,le soudage autogène donnerabeaucoup plus de retrait angulaireque les procédés à l’arc.Le soudage automatisé (dépôtélevé et grande vitessed’avancement) est le mieux pourcontrer la déformation. Quand ladéformation est plus uniforme, desimples mesures comme unchanfrein oblique sont plusappropriées pour maîtriser ladéformation angulaire.

SOUDAGE

Voici les règles générales pourcontrer la déformation:– faire une soudure (hauteur a) pasplus grande que le minimal donné– travailler symétriquement parrapport à la fibre neutre– faire des pauses aussi courtesque possible entre les cordons

Figure 3: Raidisseurs dans le sens de la longueur afin de contrer les cintrages dessoudures bout à bout dans une tôle mince

Figure 4: Retrait angulaire en fonction du nombre de cordons dans une soudure d’angle

Figure 5: Sens du soudage pour maîtriser les déformations (soudures à pas depèlerin (a), soudures discontinues (b))

MET65A05 /Versie # 3

CAHIER IBS

INDICATIONS PRATIQUES

Les méthodes suivantes de fabrication peuvent être appliquées pourpouvoir contrer les déformations:– utiliser les soudures de pointage pour mettre en place le joint etmaintenir l’écartement des bords. – souder dos à dos des pièces identiques de façon à ce que lessoudures puissent être réalisées d’une façon équilibrée et symétriquementpar rapport à la fibre neutre.– utiliser des raidisseurs dans le sens longitudinal afin de contrer lescintrages dans la longueur des soudures bout à bout dans des tôles oùon a le choix pour la procédure de soudage, le procédé et la méthode.Il faut préférer une vitesse de dépôt aussi élevée que possible, utiliser lesoudage MIG/MAG plutôt que MMA ou soudage autogène et donnerla préférence au soudage automatisé plutôt qu’au soudage manuel.– pour de longs joints, toute la soudure ne doit pas être réalisée dans lemême sens mais doit être à pas de pèlerin ou discontinue.

Accessibilité

Direction du soudage Sens d’avancement du soudage

Direction du soudage Sens d’avancement du soudage

Quand celui-ci n’est pas contré, leretrait angulaire est fonction de laforme du joint, de l’épaisseur de lasoudure et du nombre de cordonspour une section de joint donnée.Le retrait angulaire (mesuré endegrés) est fonction du nombre decordons pour un côté de 10 mm(pour une soudure d’angleéquilatéral, cela correspond à unehauteur de gorge de 7 mm). Leretrait angulaire correspondant estreprésenté à la figure 4.Quand c’est possible, les souduresdoivent être réalisées autour de lafibre neutre, par ex. soudaged’angle réalisé simultanément pardeux soudeurs. Pour des joints bout àbout, la séquence des cordons peutavoir une grande influence pourcorriger la déformation angulaire.

SÉQUENCE DESOUDAGE

La séquence ou la direction dusoudage est importante et doit allerdans la direction de l’extrémitélibre du joint. Pour de longuessoudures, le joint ne doit pas êtresoudé dans la même direction. Ledépôt de cordons courts à pas depèlerin ou de soudures discontinuesest très efficace pour maîtriser lesdéformations (figure 5).Les soudures à contre-sens (appeléeségalement soudures à pas de pèlerin)sont des cordons de faible longueurdéposés dans un sens opposé ausens général d’avancement dusoudage (figure 5a) Les soudures discontinues sont desséries d’éléments de soudure defaible longueur alternant avec desintervalles le long du joint (figure5b). La longueur des soudures etles intervalles sont généralementégaux à la longueur de dépôtnormale d’une électrode. Le sensd’avancement est ici égal pourchaque électrode mais ceci ne vautpas pour le sens du soudage car,par définition, il est contraire ausens général d’avancement. o

(Une adaptation de 'JobKnowledge for welders' (36 et 37)de TWI Connect réalisée parMaurice Mol, NIL)