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CMQ_C_CONTROLE EN SOUDAGE_V1 1/44 CONTROLES EN SOUDAGE CODIFOR – AFPI INTERNATI

CMQ_C_CONTROLE EN SOUDAGE_V1 1/44 CONTROLES EN SOUDAGE CODIFOR – AFPI INTERNATIONALE CMQ_C_CONTROLE EN SOUDAGE_V1 2/44 SOMMAIRE 1. ESSAIS DESTRUCTIFS .......................................................................... 4 1.1. ESSAI DE DURETE................................................................................... 4 1.1.1. Classification des essais de dureté ........................................ 4 1.1.2. Essai par rebondissement ...................................................... 4 1.1.3. Essais de dureté par pénétration............................................ 4 1.1.4. L’essai brinell.......................................................................... 5 1.1.5. L'essai rockwell ...................................................................... 6 1.1.6. L’essai vickers ........................................................................ 8 1.2. ESSAIS DE RESILIENCE............................................................................ 12 1.2.1. Principe de l'essai................................................................... 12 1.2.2. Forme de l’entaille .................................................................. 13 1.2.3. Rôle du choc........................................................................... 13 1.2.4. Influence de la température.................................................... 13 1.2.5. Niveau d'énergie et température de transition........................ 14 1.2.6. Sécurité vis-à-vis de la rupture fragile .................................... 14 1.3. ESSAIS DE TRACTION ............................................................................. 16 1.3.1. Généralités ............................................................................. 16 1.3.2. Principe .................................................................................. 16 1.3.3. Formes de dimensions de l’éprouvette................................... 16 1.3.4. Résultat de l'essai .................................................................. 17 1.3.5. Formule résultant de l’essai.................................................... 18 1.3.6. Etude du palier élastique ........................................................ 18 1.4. ESSAIS DE PLIAGE .................................................................................. 21 1.4.1. Principe .................................................................................. 21 1.4.2. Essais de pliage sur assemblages soudes............................. 22 1.5. ESSAIS METALLOGRAPHIQUES ................................................................ 25 1.5.1. Examen macrographique ....................................................... 25 1.5.2. Examen micrographique......................................................... 27 CMQ_C_CONTROLE EN SOUDAGE_V1 3/44 2. ESSAIS NON DESTRUCTIFS ................................................................. 30 2.1. CONTROLE PAR ULTRASONS.................................................................... 30 2.1.1. Principe .................................................................................. 30 2.1.2. Emission et réception des ondes ultrasons ............................ 31 2.1.3. Les différents types d’ondes utilises....................................... 31 2.1.4. Le générateur d’ultrasons....................................................... 33 2.1.5. Le détecteur ou palpeur.......................................................... 34 2.2. LE CONTROLE PAR RADIOGRAPHIE ........................................................... 35 2.2.1. Les sources de rayonnement ................................................. 36 2.2.2. L’examen radiographique ....................................................... 37 2.3. CONTROLE PAR RESSUAGE ..................................................................... 37 2.3.1. Ressuage colore..................................................................... 37 2.3.2. Méthode d’examen................................................................. 38 2.3.3. L’interprétation........................................................................ 39 2.3.4. Les applications...................................................................... 39 2.3.5. Ressuage par fluorescence.................................................... 39 2.4. LE CONTROLE PAR MAGNETOSCOPIE........................................................ 39 2.4.1. Méthode d’examen................................................................. 40 2.4.2. La détection............................................................................ 41 2.4.3. Les applications...................................................................... 41 2.5. CONTROLE PAR COURANTS DE FOUCAULT ................................................ 42 2.5.1. La mesure .............................................................................. 42 2.6. L’ECOUTE ACOUSTIQUE........................................................................... 43 2.6.1. Principe .................................................................................. 43 2.6.2. Les applications...................................................................... 43 3. L'ORGANISATION PROFESSIONNELLE .............................................. 44 CMQ_C_CONTROLE EN SOUDAGE_V1 4/44 1. ESSAIS DESTRUCTIFS 1.1. ESSAI DE DURETE La dureté n'est pas une propriété simple des aciers mais elle caractérise la résistance à la déformation. Les valeurs repères obtenues permettent des classements et peuvent être reliées dans une certaine mesure aux caractéristiques de traction. La commodité des mesures et leur caractère semi-destructif justifient largement leur emploi surtout pour contrôler l'état d'un métal, en particulier les traitements thermiques. Il faut d'ailleurs noter que, dans certain cas, toute autre mesure est impossible (pièces non découpables, métal trop fragile ou encombrant.....). Le caractère conventionnel des mesures oblige pour conserver la reproductibilité et la fidélité à suivre des modes opératoires très précis, d'où la grande importance des normes dans ce domaine. 1.1.1. Classification des essais de dureté On distingue 3 groupes de méthodes de mesure suivant le principe utilisé : 1. Les essais par rebondissement 2. Les essais de pénétration 3. Les méthodes indirectes (magnétiques, ultrasons). Nous parlerons en particulier des essais de pénétration qui sont les plus importants, nous étudierons les problèmes de conversion entre chaque méthode et nous aborderons avec précaution la correspondance avec l'essai de traction. 1.1.2. Essai par rebondissement L'essai consiste à mesurer la hauteur du rebondissement d'une bille tombant d'une certaine hauteur sur la surface du métal, en déterminant ainsi la capacité de restitution de l'énergie reçue au cours du choc. L'essai SHORE reste le plus répandu. Une petite masse d'acier, terminée par un diamant ponctuel arrondi tombe d'une hauteur fixe en glissant dans un tube de verre, et rebondit sur la surface du métal. On mesure la hauteur du rebondissement le plus souvent à la volée, d'où un coefficient d'opérateur important. Cette méthode offre l'avantage d'être légère et mobile, d'où son utilisation sur chantier. 1.1.3. Essais de dureté par pénétration Ce sont les essais les plus importants. Ils utilisent des pénétrateurs variés et des machines parfois très différentes mais ils ont en commun certains principes : CMQ_C_CONTROLE EN SOUDAGE_V1 5/44 Il s'agit d'enfoncer un pénétrateur dans un métal à essayer, ce qui demande une charge d'autant plus forte que le métal est dur. Il s'agit donc d'essais de compression mais, pour des raisons de commodité, la charge est constante et l'on apprécie la dimension de l'empreinte. L'empreinte est d'autant plus petite que le métal est plus dur. On exprime la dureté sous forme du quotient de la force par la surface de l'empreinte : H = F/S Les divers systèmes se distinguent par le choix de la forme du pénétrateur et sa dimension, la force exercée, la mesure effectuée (surface de l'empreinte ou profondeur), la conversion en dureté grâce à la formule ou non. Si on exprime la charge en Newtons et la surface en mm2, on aurait tendance à exprimer la dureté en N/mm2 comme les caractéristiques de traction. Cette pratique dangereuse a été définitivement interdite par les normes qui considèrent avec raison les chiffres de dureté comme conventionnels et sans dimension, c’est-à-dire donnés par une échelle. On distingue les essais suivants : • L'essai Brinell qui utilise des billes • Les essais Rockwell qui utilisent des billes ou des cônes • Les essais Vickers qui utilisent des pyramides • Les essais secondaires qui utilisent des pénétrateurs variés. 1.1.4. L’essai brinell Une bille en acier extra dur, en acier trempé ou en carbure de tungstène de diamètre D (mm) est imprimée sur une portion plane de la pièce à étudier, sous l'action d'une charge F (daN). On détermine le diamètre de l'empreinte de la calotte sphérique fermée et on déduit la surface S (mm2). La dureté Brinell désignée par le symbole HB s'exprime par : ( ) HB x F x D D D d F en Newtons = − − 2 0102 2 2 . ( ) Π Selon les métaux essayés, le diamètre de la bille et l’effort de pénétration varient. Il est recommandé d’utiliser. CMQ_C_CONTROLE EN SOUDAGE_V1 6/44 Matériaux Diamètre de la bille D en mm Force F en daN Aciers Alliages de cuivre et nickel Les bronzes spéciaux Le mailleshort 10 5 2.5 1 3 000 750 187.5 F = 30 D2 30 Laitons Alliages légers 10 5 2.5 1 1 000 250 62.5 F = 10 D2 10 Cuivres Zinc Alliages légers type Dural 10 5 2.5 1 500 125 31.25 F = 5 D2 5 Alliages et métaux mous Etain Zinc 10 5 2.5 1 200 50 12.5 F = 2 D2 2 La vitesse et la durée d’application de la charge ont une influence non négligeable sur le résultat obtenu. Dans l’essai Brinell un certain nombre de précautions doivent être prises afin d’éviter de nombreuses causes d’erreurs. A) enlever la croûte qui recouvre toute pièce de fonderie ou toute pièce ayant subi un traitement thermique B) l'empreinte ayant autour d'elle un effet d'écrouissage il faudra espacer les emplacements des essais d'environ 3 fois le diamètre de l'empreinte et avoir une épaisseur de pièce au moins égale au double du diamètre de l'empreinte. C) éviter l'emploi de cet essai pour les métaux très durs (H 500) car la bille se déforme. 1.1.5. L'essai rockwell Les machines ROCKWELL utilisent de petits pénétatreurs avec des charges relativement faibles, elles sont donc compactes et assez commodes ; on ne mesure pas le diamètre de l'empreinte mais sa profondeur, avec un comparateur au micron. La dureté s'exprime d'ailleurs directement en fonction de la profondeur et le cadran est gradué en conséquence. CMQ_C_CONTROLE EN SOUDAGE_V1 7/44 Ce qui rend ces essais un peu plus délicats, c'est la nécessité d'une pré-charge pour mettre le comparateur à zéro. Un des avantages est la lecture directe de la dureté, donc il n'est pas besoin de tables. L'état de surface nécessaire doit être bien meilleur qu'en essai Brinell, de même le parallélisme des faces de l'échantillon ou du montage est important. Pour les essais ROCKWELL B et C la pré-charge est de 98 N. Pénétrateur Charge totale Lecture ROCKWELL B Bille de 1/16e de pouce soit 1.59 mm 100 daN 980 N = 98 + 882 HRB = 100 - e ROCKWELL C Cône de diamant d’angle au sommet 120°, la pointe a un rayon de 0.2 mm 150 daN 1470 N = 98 + 1 372 HRC = 130 - e Remarque : e est l’accroissement de profondeur exprimé en unités égales à 0.002 mm. Le schéma de l’essai est donné sur la figure ci-dessous : La mesure comporte : • La mise en contact du pénétrateur à la surface grâce à la précharge avec mise au zéro de l’indicateur. • L'imposition de la charge telle que : précharge + surcharge = charge totale. • Puis retour à la précharge et lecture de l'indicateur d'enfoncement. Rockwell C Rockwell B CMQ_C_CONTROLE EN SOUDAGE_V1 8/44 Application du procédé : L'essai Rockwell B s'applique aux aciers dont la résistance est comprise entre 300 et 980 N/mm2. L'essai Rockwell C s'applique aux aciers dont la résistance est supérieure à 980 N/mm2. TABLEAU DES ESSAIS USUELS DE DURETE ROCKWELL Type Symbole Pénétrateur Charge N (kgf) Formule (F en newtons) Unités Observation s B HRB bille acier 1,5875 mm 98 + 882 = 980 (10 + uploads/Litterature/ ms-cmq-c-controle-en-soudage-v1.pdf