Principes de base de la conception du soudage et contraintes dans les joints de soudure

Principes de base de la conception de soudage

Les joints de soudure sont soumis à divers types de charges et de contraintes telles que des charges longitudinales, transversales, de cisaillement, de fatigue et de torsion, comme illustré à la figure 1 et utilisés pour diverses applications, par exemple ferroviaire, aérospatial, pétrole et gaz, fabrication structurelle et lourde pour nommer un quelque. La base pour la conception de soudage basée sur la compréhension de ces contraintes, comment elles fonctionnent et affectent le composant.

Figure 1. Différents types de contraintes dans les structures soudées Différents types de contraintes dans les structures soudées

La première considération importante pour une conception est la contrainte soumise à la pièce. 

La contrainte est définie comme la charge (ou la force) divisée par la section transversale (CSA) du composant soumis à la charge. Si la force, F, est en newtons (N) et la surface CSA en millimètres carrés (mm2), alors la contrainte de traction, étant donné le symbole σ, est en newtons par millimètre carré (N/mm2), ce qui est le même que mégapascals (MPa).

Figure 2. Application de contraintes dans un composant

L’équation de contrainte s’écrit souvent :

Contrainte (σ) = Charge (F)/ Surface (A)

Les contraintes peuvent agir soit comme une contrainte de traction (écartement) soit comme contrainte de compression (écrasement) mais sont calculées de la même manière pour chacune, c’est-à-dire charge sur CSA. La contrainte de traction est souvent considérée comme dangereuse car elle nécessite une contrainte de traction pour étendre une fissure.

Déformation : La déformation est le changement de longueur causé par l’application d’une force divisée par la longueur d’origine. Reportez-vous à la figure 3, en supposant la longueur d’origine L, puis le changement de longueur est indiqué par ΔL. Le symbole de la souche est la lettre grecque epsilon, .

Figure 3. application de la résistance à la traction

Contrainte de cisaillement : ce sont les forces qui produisent un mouvement de glissement opposé mais parallèle entre deux pièces dans le même plan, comme illustré à la figure 1. Dans les matériaux, la déformation plastique se produit sur des plans de contraintes de cisaillement élevées. En soudage, les soudures d’angle sont principalement conçues pour la contrainte de cisaillement.