Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

CTMC/Spa EPE/SOMATEL (Groupe ENMTP) LA FISSURATION 1. FISSURATION A CHAUD Elle

CTMC/Spa EPE/SOMATEL (Groupe ENMTP) LA FISSURATION 1. FISSURATION A CHAUD Elle se forme à très haute température lors du refroidissement du bain de fusion. La solidification de la soudure se fait par la formation de cristaux partant de la zone de liaison vers le centre et la surface de la soudure. Durant cette solidification des contractions importantes tendent à séparer les cristaux (contraintes de retrait). 1.1 ORIGINE DE LA FISSURE A CHAUD 1.1.1 Composition chimique. Analyse de la composition chimique du métal fondu : R : Risque de fissuration à chaud. R = 230 C* + 190S + 75P + 45Nb – 12.3Si – 1 C* = 0.08 si C < 0.08, C* = C si C > 0.08 La présence de cuivre dans la soudure favorise la fissuration à chaud. Il faut également prendre en compte le métal d’apport; le taux moyen de dilution de métal de base est de: - 20 à 30 % pour le soudage avec électrodes enrobées, 20 à 40% pour les procédés TIG et MIG. R doit être < 25 pour les soudures bord à bord et R < 19 pour les soudures d’angle. Exemple pour un acier C35 soudé en angle (composition page 5) avec une électrode SAFER MD 56 dont la composition est : C 0.05 ; Si 0.4 ; Mn 0.9 ; S 0.01 ; P 0.015 ; Ni 0.6 ; Mo 0.3. R = ((230x0.38 + 190x0.015 + 75x0.022 – 12.3x0.27 – 1) x 30/100) + ((230x0.08 + 190x0.01 + 75x0.015 – 12.3x0.4 – 1) x 70/100) = 37 il y a risque de fissuration à chaud. 1.1.2 Forme du cordon.  Maintenir un rapport de largeur du cordon sur sa hauteur ≥ 0.7 ( l / h ≥ 0.7 )  Cordon de forme convexe plutôt que concave. 1.1.3 Contraintes appliquées lors de la solidification. L’augmentation de l’épaisseur de la tôle et une limite élastique trop élevée favorisent les contraintes. Des pièces bridées par géométrie de l’assemblage ou maintien en position trop rigide durant le soudage. X : contraintes longitudinales, Y et Z : contraintes transversales. Fissurations / S.MENAD/2014 Page 1 CTMC/Spa EPE/SOMATEL (Groupe ENMTP) 1.2 COMMENT EVITER LA FISSURATION A CHAUD  En prenant en compte les paramètres cités précédemment.  Un préchauffage et post-chauffage homogènes des pièces diminuent les contraintes. 2. FISSURATION A FROID Elle se forme à une température inférieure à 200° C et peut également apparaître plusieurs jours après soudage. Elle se rencontre dans la zone affectée thermiquement et plus rarement dans la zone fondue. Elle est très fine et peut être sous cordon, c’est pourquoi elle est redoutée. 2.1 ORIGINE DE LA FISSURE A FROID  Présence d’une soudure peu ductile (trempe)  Présence de contraintes  Présence d’hydrogène 2.1.1 PRESENCE D’UNE SOUDURE PEU DUCTILE (MARTENSITE). La présence de martensite est liée à la trempabilité du métal. T eneur en carbone du métal déposé : ≥ 0.25 % T eneur en élément d’alliages : Mn – Cr – Mo … Cycle de refroidissement rapide. Energie nominale faible Epaisseur du métal forte 2.1.2 PRESENCE DE CONTRAINTES OU DE TENSIONS RESIDUELLES. Elles se développent au niveau du joint durant le refroidissement. Elles sont occasionnées par la dilatation localisée du métal due aux différences de température d’un point à l’autre éloigné du cordon. Elles dépendent :  Des propriétés mécaniques du métal de base et du métal fondu.  De la forme du joint.  Des séquences de soudage.  Du bridage.  Du poids des pièces. Répartition des passes pour éviter l’arrachement Les contraintes sont au maximum égales à la limite élastique (Re) du métal de base ou du métal fondu. 2.1.3 PRESENCE D’HYDROGENE. Elle est due à l’humidité contenue dans les enrobages ou les flux des produits d’apport. L’hydrogène tend à s’échapper vers l’extérieur, ce Fissurations / S.MENAD/2014 Page 2 CARBONE EQUIVALENT CTMC/Spa EPE/SOMATEL (Groupe ENMTP) processus de diffusion se produit d’autant plus rapidement que la température est élevée, d’où l’intérêt du post- chauffage. La présence : de calamine, d’oxyde, de graisse, d’eau à la surface des pièces à souder est une source importante d’hydrogène. Solubilité de l’hydrogène Diffusion de l’hydrogène A- EXPLICATION DE LA SOLUBILITE DE L ’HYDROGENE : Sous l’effet des hautes températures de l’arc, l’hydrogène passe en solution dans le métal fondu qui en est avide à l’état liquide. La courbe ci-avant nous montre que la solubilité de l’hydrogène dans le fer décroît avec la température. Donc l’hydrogène ne se dissout que lorsqu’il y a fusion ensuite il se diffuse. Au cours du soudage lorsque intervient la transformation du métal fondu dans le domaine perlitique ou bainitique, l’hydrogène (très diffusible) tend alors à traverser la zone de liaison pour entrer dans l’austénite non encore transformée de la ZAT. Cette ZAT subit alors une transformation martensitique qui piège cet hydrogène dans la ZAT. T ous les procédés ne sont pas égaux face à la quantité d’hydrogène dissous. Si nous comparons la quantité d’hydrogène dissout nous obtenons : Electrodes rutiles forte dissolution ; Soudage sous flux et Fissurations / S.MENAD/2014 Page 3 CTMC/Spa EPE/SOMATEL (Groupe ENMTP) électrodes basiques dissolution moyenne ; TIG, MIG, MAG (fil plein) faible dissolution. B- REMEDES : 1. Maîtriser les conditions de soudage (pas de martensite) : Energie de soudage élevée. Préchauffage et postchauffage. Température entre passes. 2. Diminuer les contraintes internes et externes : Limiter le bridage. Déterminer avec soin le cycle de soudage. 3. Minimiser la quantité d’hydrogène : Etuvage. Produit à bas hydrogène (basique). Post chauffage pour permettre l’évacuation de l’hydrogène (dégazage de la soudure). Nettoyer les pièces. C- ETUDE DES COURBES DE FISSURATION A FROID : Les courbes de fissuration représentées en coordonnées contrainte temps de refroidissement (ou énergie de soudage) doivent être lues, en relation avec les TRCS correspondantes. T outes les TRCS n’ont pas de courbe de fissuration à froid. D- LES DIFFERENTES SORTES DE FISSURE : La figure ci-dessous illustre les différentes formes de fissures que l’on rencontre dans la ZAT. C’est surtout lors de la première passe (passe de fond) que naissent les risques de fissuration. E- CONTRAINTES, PRECHAUFFAGE ET POST-CHAUFFAGE : Les contraintes résiduelles du soudage, lors d’un bridage important (du à la masse de la pièce ou au bridage de celle-ci) sont au plus égales à la limite élastique la plus faible. Il est à noter que la température de préchauffage est égale à la température de post-chauffage. Contraintes maxi Re le plus petit des deux matériaux, elles dépassent rarement 2/3 Re, dans un assemblage normal on prend Re / 3. Fissurations / S.MENAD/2014 Page 4 1. Fissure à la racine 2. Fissure au raccordement 3. Fissure sous cordon 4. Fissure au raccordement entre deux passes CTMC/Spa EPE/SOMATEL (Groupe ENMTP) 3. ARRACHEMENT LAMELLAIRE Phénomène provenant uniquement du métal de base (inclusions alignées dans le sens du laminage). Fissuration en ZAT parallèle à la peau des produits laminés. 3.1 ORIGINE Inclusions dans le métal de base. Contraintes perpendiculaires à la peau. 3.2 COMMENT EVITER L ’ARRACHEMENT LAMELLAIRE Voir la géométrie du joint avant soudage. Limiter les contraintes perpendiculaires à la peau. Optimiser la procédure de soudage. Séquence de soudage. Beurrage etc… Choisir des aciers à caractéristiques garanties dans le sens travers court. 4. POROSITES Ce sont des petites bulles de gaz qui n’ont pu se dégager lorsque le bain de fusion était liquide (Flocons). 4.1 ORIGINE Dégagement : D’hydrogène. D’azote. De CO. De gaz sulfureux SO2. 4.2 COMMENT EVITER LES POROSITES Souder sur des pièces propres : Non humides, exemptes de rouille, non grasses, exemptes de calamine. Le S et P ne doivent pas excéder 0.07 %. Utiliser des produits d’apport désoxydants contenant du silicium, de l’aluminium. Utiliser une énergie de soudage moyenne : Fissurations / S.MENAD/2014 Page 5 CTMC/Spa EPE/SOMATEL (Groupe ENMTP) - Energie trop faible = Bain trop froid. - Energie trop forte = La quantité de gaz dans le bain de fusion augmente très rapidement. 5- SOUFFLURES VERMICULAIRES Elles sont provoquées par un dégagement gazeux, elles partent de la partie basse du cordon de soudure en se dirigeant vers le haut. Fissurations / S.MENAD/2014 Page 6 uploads/Voyage/ la-fissuration.pdf