Diagrammes et alliages: comprendre la soudure

Diagrammes de phase et alliages

• Le temps de refroidissement entre 800 et 500°C pour un acier au carbone influence la résistance et la dureté de la soudure.

Alliages fer-carbone

• Le temps de refroidissement entre 800 et 500°C pour un acier au carbone donne une indication sur le niveau de dureté sous cordon dans le joint soudé.

Fabrication et classification des aciers

• Bien que les alliages actuels contiennent de moins en moins de soufre, du manganèse est ajouté aux aciers afin de réduire le risque de fissuration à chaud lié au soufre.

Comportement des aciers structuraux en soudage par fusion

• La dilution (%) est définie par A/(B+C) x 100, où A est le métal soudé et B+C la zone fondue du métal de base, tous les deux mesurés en section de coupe.

Phénomènes de fissuration dans les joints soudés

• Les fissures à froid peuvent parfois être évitées par l'usage d'une énergie de soudage plus faible.

Ruptures et différents cas de ruptures

• L'analyse de la fissuration d'un joint en angle révèle une fissure de fatigue au centre du métal fondu car le concepteur a donné une dimension trop faible de la gorge de la soudure d'angle.

Traitements thermiques des matériaux et joints soudés

• Le détentionnement est appliqué pour réduire les contraintes résiduelles et abaisser la dureté des zones trempées.

Aciers de construction et structures (non alliés)

• Le carbone équivalent est une valeur sans dimension exprimant l'effet du carbone et des principaux éléments d'alliage sur la soudabilité de l'acier.

Aciers à haute limite d'élasticité

• La diminution de la taille des grains par l'apport de micro-alliage permet d'augmenter la résilience des aciers de construction soudables sans réduire leur résistance.
• Lors du soudage des aciers à haute limite élastique, il faut contrôler l'apport de chaleur et la température entre passes.

Application des aciers de construction et à haute limité d'élasticité

• Il est possible de réduire la section utile d'un matériau si on remplace l'acier non allié du type S235 par un acier à grain fin du type S460 NL en raison d'une limite d'élasticité plus élevée.

Fluage et aciers résistants au fluage

• Il ne faut pas éviter la précipitation de carbures de chrome lors du soudage d'aciers faiblement alliés au chrome molybdène, contrairement aux aciers austénitiques.

Aciers pour applications cryogéniques

• Il est recommandé d'utiliser un apport d'énergie aussi faible que possible pour le soudage des aciers cryogéniques.

Introduction à la corrosion

• Du titane ou du niobium sont ajoutés aux aciers inoxydables austénitiques pour stabiliser l'acier, en le combinant de préférence à d'autres alliages, et diminuer la sensibilité à la corrosion.

Aciers inoxydables et résistant à la chaleur

• Les aciers austénitiques sont amagnétiques.
• La sensibilisation à la corrosion intergranulaire des aciers inoxydables peut se produire dans un domaine de température de 550 à 800°C.

Introduction à l'usure et couches protectrices

• La résistance à l'usure abrasive d'un métal dépend de sa dureté.

Aluminium et alliages d'aluminium

• Pour éviter la fissuration des alliages en AlMg3 en soudage MIG il est recommandé d'utiliser de l'AlSi5.

Assemblage de matériaux différents

• Il est recommandé d'utiliser des produits d'apport à base d'acier inoxydable austénitiques lors du soudage d'une base nickel sur un alliage à base de fer (ou acier).

Essais destructifs des matériaux et des joints soudés

• La fissure s'initialisera sur sa surface dans un essai de fatigue utilisant une éprouvette ronde et polie.

Structure et propriétés des métaux

• Parmi les structures cristallines de fer, les structures allotropiques possibles sont cubique à face centrée et cubique centrée.

Diagrammes de phase et alliages

• La perlite est un agrégat de lamelles alternées de ferrite et de cémentite.

Alliages fer-carbone

• La transformation martensitique se produit dans l'austénite.

Fabrication et classification des aciers

• La matière première utilisée par une aciérie électrique sont les déchets de fonte et de la ferraille comme matériaux de base.

Comportement des aciers structuraux en soudage par fusion

• La dureté maximale dans la soudure d'un acier au carbone manganèse ou faiblement allié se trouve dans la zone affectée thermiquement proche de la zone de liaison.

Phénomènes de fissuration dans les joints soudés

• La fissuration à chaud se forme dans l'espace inter dendritique.
• Une structure de trempe favorise la fissuration à froid lors du soudage d'un acier au carbone manganèse.

Traitements thermiques des matériaux et joints soudés

• Le seul traitement thermique envisageable, sur le plan métallurgique, à l'occasion du soudage des aciers inoxydables austénitiques est le traitement d'hyper trempe.
• Un traitement thermique de normalisation sur un acier est appliqué afin de faire évoluer la structure cristallographique, cecia fin d'améliorer les propriétés mécaniques.

Aciers de construction et structures (non alliés)

• Le préchauffage d'un acier à moyen et haut-carbone avant découpage par la technique oxy-gaz combustible a pour principal raison d'éviter le durcissement et la fissuration.

Aciers à haute limite d'élasticité

• Le traitement thermique après soudage sur les aciers thermomécaniques à grains fins ne devrait jamais être exécuté, mais s'il est nécessaire, une précaution particulière doit être prise lors des traitements aux températures entre 550-600°C.

Application des aciers de construction et à haute limité d'élasticité

• L'emploi des aciers à haute limite élastique (HLE) du type trempé et revenu à bas carbone dans les constructions soudées permet de limiter le poids des appareils et minimise les risques de fissuration à froid.

Fluage et aciers résistants au fluage

• Après soudage, les propriétés optimales d'aciers faiblement alliés au chrome molybdène livrés initialement à l'état de trempé revenu peuvent être obtenues par revenu à température inférieure au revenu initial.

Aciers pour applications cryogéniques

• Un fil en alliage de Nickel avec un préchauffage et un post chauffage est recommandé pour le soudage TIG d'aciers à 9% de nickel de forte épaisseur.

Introduction à la corrosion

• Dans le cadre du soudage des aciers austéno-ferritiques avec teneur en carbone supérieure à 0,03%, les éléments d'alliage Titane ou Niobium servent à Eviter la déchromisation des joints de grain.

Aciers inoxydables et résistant à la chaleur

• La soudabilité des aciers austénitiques résistant au fluage est sensible à la tendance à la fissuration à chaud.

Introduction à l'usure et couches protectrices

• En matière de rechargement dur sur une pièce soumise à l'usure, il n'est pas adapté de favoriser la dilution du métal d'apport avec le métal de base.

Fontes et aciers moulés

• Pour l'assemblage de pièces de petites dimensions en fonte grise ferritique, il est préférable d'utiliser le soudobrasage à la flamme oxyacetylénique avec apport cuivreux.

Cuivre et alliages de cuivre

• L'origine de l'apparition de soufflures lors du soudage d'alliage cuivreux est la présence d'hydrogène dans le bain de soudure.

Nickel et alliages de nickel

• Les alliages de nickel ne devraient jamais être préchauffés.

Aluminium et alliages d'aluminium

• Le produit d'apport recommandé pour souder en MIG un AlMg5 est AlMg5.

Titane et autres métaux et alliages

• Un gaz de protection contenant des impuretés en O2, N2, ou H2 supérieures à 0,001 % peut rendre la soudure rédhibitoire lors du soudage du titane et de ses alliages.

Assemblage de matériaux dissemblables

• Une soudure par fusion entre du cuivre et de l'acier n'est pas réalisable.

Essais destructifs des matériaux et des joints soudés

• Il n'est pas possible de déterminer la température critique d'un matériau par la simple analyse de la surface de fracture de l'éprouvette Charpy.
• La méthode utilisée habituellement pour mesurer la résilience des joints soudés est l'essai Charpy V.