Pourquoi les soudures se fissurent

Une panne de soudure n’est jamais bonne. Qu’une soudure se fissure sur un essieu de camion ou sur le poteau qui soutient la clôture de votre maison, il y a toujours des conséquences. Espérons que les conséquences seront limitées au temps et à l’argent. Malheureusement, les défauts de soudure peuvent causer des blessures. Les soudures peuvent échouer en raison de défauts de conception, mais la plupart des défaillances de soudure se produisent pour des raisons que nous, les soudeurs, pouvons éviter.

L’outil le plus important pour prévenir les fissures est probablement la spécification de procédure de soudage (WPS). Utiliser WPS, ce n’est pas simplement répondre à une exigence interne ou client, c’est garantir la qualité. Cela dit, nous ne devons pas suivre aveuglément un WPS, s’il y a quelque chose qui ne va pas, nous devons le signaler à notre superviseur.

Examinons les types de fissures les plus courants, leurs causes possibles et comment les éviter.

1. Fissure de la zone affectée par la chaleur

La zone d’effet thermique (ZAC) d’une soudure n’est pas limitée à la soudure elle-même, mais à la zone immédiate du matériau de base entourant la soudure. Une fissure HAZ peut provenir des doigts de la soudure ou de quelques millimètres de la soudure au total. Les causes les plus courantes de ce type de fissures sont : un excès d’hydrogène, des niveaux élevés de contraintes résiduelles dans la soudure et une teneur élevée en carbone dans le matériau de base.

Fissures transversales et longitudinales
Coupe transversale gravée de la soudure de fissure HAZ

Pour minimiser la susceptibilité ou empêcher la fissuration HAZ, considérez :

  • utilisant des électrodes à faible teneur en hydrogène
  • préchauffer le matériau de base
  • refroidissement lent du matériau de base après soudage

2. Fissure dans la ligne médiane

Également connue sous le nom de fissure longitudinale, une fissure centrale prolonge généralement la longueur de la soudure. Ce type de fissure est le plus souvent dû à un rapport largeur/profondeur incorrect, à un point de fusion bas des éléments piégés dans le matériau de base et à une surface de soudure concave. Bien qu’un seul d’entre eux puisse être à l’origine du problème, la plupart du temps, c’est une combinaison de ceux-ci qui provoque la fissuration d’une soudure.

Fissure médiane (longitudinale)

Pour réduire la possibilité d’une fissure sur l’axe central, considérez :

  • viser un rapport largeur/profondeur de 1 : 1 à 1,3 : 1
  • exécuter un courant plus faible pour réduire la pénétration excessive
  • Diminuez la tension de soudage ou la vitesse de fluage pour obtenir une surface de soudage plate à convexe.

3. Fissures du cratère

Plus fréquente dans les soudures d’aluminium, la fissure de cratère est due à un manque de remplissage à la fin de la soudure. Les soudures en acier au carbone et en acier inoxydable ne sont pas aussi sensibles à la fissuration en cratère, mais des précautions doivent toujours être prises lors du soudage de ces matériaux.

Pour éliminer les fissures du cratère, assurez-vous que le cratère est correctement rempli en :

  • retrait à la fin de la soudure (aller jusqu’au bout puis souder à nouveau sur le cordon de 1/2 à 1 pouce
  • utiliser l’option de remplissage de cratère du kit de soudage (si disponible)

4. Fissures transversales

Les fissures transversales ne sont pas très courantes en dehors du durcissement des soudures. Cependant, ils se produisent et sont causés par : une contrainte résiduelle élevée, une résistance de soudage excessive et un excès d’hydrogène.

Pour minimiser la susceptibilité aux fissures croisées, cousez :

  • préchauffer le matériau de base
  • utilisant des consommables à faible résistance
  • refroidissement lent après soudage

Comme mentionné ci-dessus, l’outil le plus important pour prévenir les fissures est une spécification de procédure de soudage qui a été qualifiée par des tests. Certains fabricants doivent suivre des codes spécifiques tels que AWS D1.1, AWS D1.2, API 1104 ou ASME Section IX pour la qualification des soudeurs et les procédures de soudage. Les codes sont utilisés pour garantir la qualité et prévenir les défaillances. Bien que les codes de soudage les plus couramment utilisés varient à certains égards, ils exigent tous que les procédures de soudage et les soudeurs soient qualifiés par des tests. Certains codes autorisent parfois l’utilisation de procédures de soudage préqualifiées qui peuvent faire gagner du temps et de l’argent. Si vous ne savez pas si un WPS préqualifié peut être utilisé, soyez toujours très prudent et qualifiez-le en testant.