Qu’est-ce que la porosité dans le soudage?

e soudage est un métier important, et les soudeurs fabriquent des produits qui ont beaucoup de responsabilités. Si le soudage n’est pas bien fait, le résultat peut être catastrophique car des pièces peuvent se casser, des personnes peuvent se blesser et des réputations peuvent être ruinées. Une faiblesse commune dans les matériaux soudés est la porosité. Cet article répond à la question : “qu’est-ce que la porosité en soudage”, ainsi que les causes, comment la prévenir, si elle peut être réparée, et la quantité acceptable de porosité dans un produit fini.

Porosité de soudage

La porosité est une forme de contamination métallique. Il en résulte une soudure faible et remplie de bulles qui ne respecte pas le code car elle peut affaiblir les structures et les faire s’effondrer.

La porosité dans le soudage se produit lorsqu’un bain de fusion en fusion absorbe et piège l’hydrogène, l’oxygène et l’azote gazeux. Lors de la solidification, ces gaz sont piégés à l’intérieur du métal fondu, ce qui entraîne des cavités. 

La porosité peut être aléatoire : orientée au hasard, distances inégales . Il peut également être isolé : espacé d’un pouce de tous les côtés .

Il existe également différents types de porosité dans le soudage. Ceux-ci inclus:

  • Porosité distribuée  – Pores qui sont distribués dans toute la soudure.
  • Surface cassantes Pores  – Pores qui rompent la surface. 
  • Trou de ver – Pores allongés qui ressemblent à un motif à chevrons sur la radiographie
  • Tuyaux de cratère – Une cavité de retrait à la fin de la passe de soudage causée par le retrait lors de la solidification.

Qu’est-ce qui cause la porosité en soudage?

Maintenant que vous savez ce qu’est la porosité, vous vous demandez peut-être quelle en est la cause. C’est là que les choses se compliquent un peu car il n’y a pas qu’une ou deux choses qui peuvent causer de la porosité, mais tout un tas de choses. 

Vous trouverez ci-dessous une liste des raisons les plus courantes de la porosité :

  • Gaz dans le cylindre.
  • Les courants d’air causés par les ventilateurs au plafond et au sol, les portes ouvertes et les machines.
  • Humidité due à la rosée du matin, à l’eau et à la condensation.
  • Projections de soudure obstruant l’ouverture de la buse.
  • Distance entre la buse de soudage et le bain de fusion.
  • Angle inapproprié entre les pistolets GMAW, FCAW ou SMAW et le joint.
  • Contamination par la peinture, l’huile, la colle, la sueur et la graisse.
  • Équipement endommagé, obstrué ou contaminé, comme un tuyau de gaz plié.
  • Gaz de soudage contaminé entraînant un point de rosée incorrect.
  • Joint de soudure ouvert à la racine.
  • Joints toriques endommagés sur les pistolets ou les capuchons de torche.
  • Solénoïde de gaz défectueux ou endommagé au dévidoir.
  • Oxydation due au soudage sur rouille.
  • Composés de zingage.
  • Entretien et stockage inappropriés du matériel.
  • Débit de gaz élevé.
  • Application et utilisation inappropriées de sprays, de gels ou de composés anti-éclaboussures.
  • Métaux d’apport de soudure contaminés et gants souillés qui entrent en contact avec l’arc de soudage chaud.
  • Chemises de pistolet GMAW contaminées.
  • Certains types de spray anti-éclaboussures , ainsi que des quantités excessives de celui-ci.

Outre cette longue liste, il est également important de savoir que chaque type de porosité que nous avons mentionné précédemment a son propre ensemble de causes. Se concentrer sur les différents types et leurs causes peut être plus facile que de se concentrer sur tout en même temps.

Porosité distribuée et pores de rupture de surface

Les fuites dans les conduites de gaz, un débit de gaz élevé, des turbulences excessives et des courants d’air dans le bain de fusion entraînent souvent une porosité. En fait, si le gaz de protection n’a que 1% d’entraînement d’air, il en résultera une porosité répartie. Tout ce qui dépasse 1,5% de l’entraînement d’air entraînera des pores qui brisent la surface.

Si vous soudez des matériaux qui ont des revêtements de surface, par exemple des revêtements de zinc et des peintures d’apprêt , il existe un risque élevé de porosité car ces revêtements génèrent de grandes quantités de fumées lors du soudage. Les joints en T sont particulièrement vulnérables, plus que les joints bout à bout , à la porosité, et le risque est accru si le soudeur soude d’angle les deux côtés. 

Il existe également des apprêts soudables , appelés apprêts à faible teneur en zinc. Si ces apprêts satisfont à l’épaisseur appropriée selon les recommandations du fabricant, il n’est pas nécessaire de retirer l’un des apprêts avant le soudage.

L’hydrogène gazeux provient généralement de l’humidité résultant d’électrodes mal séchées, de la surface de la pièce, de flux ou de graisse et d’huile sur la pièce ou le fil d’apport.

Trous de ver

Les trous de ver sont causés par un excès de gaz qui se forme dans les crevasses, en particulier dans l’espace situé sous la pièce verticale dans un plan horizontal-vertical, et les joints en T qui sont soudés d’angle des deux côtés.

Comme avec la porosité distribuée, l’élément vertical apprêté dans les joints en T doit respecter l’épaisseur recommandée par le fabricant, qui est généralement de 20 µm.

Tuyaux de cratère

Lorsqu’il y a une certaine porosité au gaz, un tuyau de cratère peut se former lors de la solidification finale. Ceci est causé par le retrait et est souvent exagéré par les conditions présentes lorsque le changement de volume se produit pendant la transformation liquide en solide. Concrètement, la solidification rapide qui se produit dans le bain de fusion se produit lorsque l’arc de soudage est éteint. Si vous empêchez le fil de soudage de se fixer au bain de fusion avant d’éteindre l’arc de soudage, un cratère est plus susceptible de se former.

Comment éviter la porosité en soudage

Avec tous ces problèmes qui peuvent produire de la porosité, cela peut sembler impossible à éviter. Cependant, c’est en fait tout le contraire. La porosité peut être facile à éviter et devient encore plus facile à mesure que vous acquérez plus d’expérience en soudage. 

Les moyens les plus simples d’éviter la porosité sont les précautions que chaque soudeur devrait déjà pratiquer. Ceux-ci inclus: 

  • Garder vos matériaux propres.
  • Vérification de votre débit de gaz.
  • Vérification de votre équipement.
  • Surveillance des conditions de votre espace de travail.
  • Comprendre la bonne procédure de soudage.

Un autre moyen simple d’éviter l’apparition de porosité dans vos soudures est d’étudier et de mémoriser toutes les différentes causes que nous avons énumérées ci-dessus. Cela seul peut réduire considérablement le taux de porosité produite. 

Outre ces principales méthodes de prévention, il y a beaucoup d’autres choses que vous pouvez faire selon le type de porosité. Ces méthodes incluent :

Porosité distribuée et pores de rupture de surface

  • Source de gaz : Identifiez la source de gaz et retirez-la. Cela peut provenir d’une fuite d’air, de turbulences dans le bain de soudure, d’une mauvaise application ou d’une composition désoxydante de la charge, d’un débit de gaz de protection trop élevé et de courants d’air. Vous devez inspecter et résoudre ces problèmes.
  • Hydrogène : Séchez le flux et l’électrode selon les recommandations du fabricant et nettoyez la surface de la pièce.
  • Revêtements de surface : Nettoyer les bords des joints juste avant le soudage et vérifier l’épaisseur du primaire soudable.

Trous de ver

  • Génération de gaz : nettoyer les surfaces où la soudure se produira et éliminer les contaminants de surface comme la rouille, la graisse, l’huile et les résidus. Retirez les revêtements de surface et vérifiez l’épaisseur de l’apprêt.
  • Géométrie des articulations : évitez les géométries des articulations qui entraînent des cavités.

Tuyaux de cratère

  • Supprimer l’arrêt : les étiquettes de ruissellement permettent à l’arc de soudage de s’éteindre à l’extérieur du joint soudé. Vous devez rectifier les cordons de soudure du haut du cratère, puis vous passez à l’électrode suivante.
  • Technique de soudage : utilisez les fonctions de remplissage de cratère ou de pente descendante et ajoutez du matériau de remplissage en prévision du retrait du bain de soudure.
  • Guide vidéo sur la prévention de la porosité du soudage

Comment réparer la porosité dans les soudures

Même avec toutes les différentes manières de prévenir la porosité, il y aura toujours une petite chance qu’elle apparaisse dans vos soudures. Heureusement, la porosité peut être corrigée dans certaines circonstances.

Vous devez d’ abord pour détecter la présence de la porosité en utilisant soit un ressuage ou une technique d’inspection magnétique de particules , telles que la radiographie ou l’ inspection par ultrasons (pour les imperfections du sous – sol). Les petits pores, en particulier dans les sections plus épaisses, sont difficiles à détecter.

La porosité elle-même ne peut pas être exactement corrigée. Au contraire, vous pouvez réparer la soudure en supprimant le gougeage localisé ou en la meulant. Ce n’est que si la porosité est contenue, cependant. S’il est répandu, vous devez retirer toute la soudure, préparer à nouveau le joint et souder conformément à la procédure de soudage.

Quelle porosité est acceptable dans une soudure

Il n’y a pas de réponse générale solide et vraie à cette question, car cela dépend de votre code de construction de soudage. Cela étant dit, l’ American Welding Society exige ce qui suit : les diamètres de porosité visible doivent être de 3/8 pouces (ou 9,4 mm) ou moins, dans n’importe quel pouce linéaire de la soudure, et être de 3,4 pouces (ou 19 mm) dans un 12- pouce de longueur de la soudure.

En cas de doute, vous devez vérifier votre code de construction de soudage et refaire la soudure.

Conclusion

La porosité est un défaut courant qui se produit dans le soudage, et elle peut être causée par un certain nombre de choses différentes. Heureusement, le taux de prévention est d’environ 90 %, et la plupart des rejets peuvent être refaits pour répondre aux codes de soudage. L’important est d’être conscient, informé et honnête du travail que vous faites et de corriger les erreurs que vous faites.