Qu’est-ce que la zone affectée par la chaleur ou la ZAT en largeur de soudage et de ZAT

Qu’est-ce que la zone affectée par la chaleur ou la ZAT en soudage ?

La plupart des gens pensent qu’une soudure n’est que la partie du métal fondu pendant le soudage. C’est une façon très limitée de voir une soudure. Une manière plus précise consiste à considérer une soudure comme la zone affectée par l’apport de chaleur pendant le soudage. Selon cette définition, une soudure est composée de trois parties principales illustrées dans la figure ci-dessous :
1. zone fondue (métal soudé)
2. zone de collage (ligne de fusion)
3. zone affectée thermiquement du métal de base (ZAT)

Zone affectée par la chaleur ou ZAT

Alors qu’est-ce que la HAZ ?​

Zone affectée par la chaleur ou ZAT

La zone du métal de base à côté de la soudure qui ne fond pas mais est modifiée par la chaleur du processus de soudage. D’une certaine manière, cette zone est traitée thermiquement par le procédé de soudage, c’est-à-dire que ses propriétés mécaniques ont été altérées. En théorie, la ZAT fait référence à toutes les zones du métal de base chauffées au-dessus de la température ambiante pendant le soudage. En pratique, le terme ZAT est utilisé pour décrire les zones altérées par l’apport de chaleur de soudage.

Largeur de la ZAT ?

La largeur de la ZAT dépend principalement de l’apport de chaleur et de la conductivité thermique (dissipation thermique dans le métal de base). Si l’apport de chaleur est diminué ou la conductivité thermique augmentée, la taille de la ZAT diminuera. Cela signifie qu’une soudure réalisée avec le procédé SMAW produira normalement une ZAT plus étroite qu’une soudure réalisée avec le FCAW (en utilisant une électrode de grand diamètre). De même, les aciers inoxydables auront une ZAT plus importante que les aciers au carbone, car la conductivité thermique (chaleur) est inférieure à celle de l’acier.

Propriétés et transformation lors du soudage en HAZ ?

Le diagramme de phase fer-carbone montre qu’une transformation de phase commence lorsque la température atteint 723°C. A cette température, le BCC se transforme en FCC. Étant donné que les vitesses de refroidissement de la soudure à partir de températures supérieures à 723 °C peuvent être rapides, le durcissement de la zone de soudure est courant. La zone affectée thermiquement (ZAT) est une zone très importante car des défauts de soudure peuvent se produire dans cette zone.

Zone affectée par la chaleur ou ZAT

Comme on peut le voir sur la figure ci-dessus, les transformations qui ont lieu dans la ZAT dépendent de la température la plus élevée atteinte en chaque point de la zone pendant le soudage.
Cette figure illustre ce qui arrive à un acier qui a été travaillé à froid avant le soudage. C’est le cas de la plupart des tôles laminées qui n’ont pas reçu de traitement thermique après laminage. Lorsque la température est minimale, les grains (déformés par laminage) utiliseront la chaleur fournie par le procédé de soudage pour recristalliser. Les grains longs (déformés par laminage) se transformeront en plusieurs grains plus petits. Les zones où la température dépasse 723°C montreront les effets des transformations de phase (BCC – FCC – BCC). Près de la ligne de fusion de soudure, où les températures sont juste en dessous du point de fusion, de très gros grains se forment. C’est généralement la partie la plus faible d’une soudure.

Lorsqu’il est important de limiter la croissance des grains dans la ZAT, le soudeur doit suivre des procédures de soudage strictes et limiter l’apport de chaleur en utilisant de petits cordons de soudure (stringer) lorsque cela est possible. Le tissage est couramment utilisé, mais devrait être limité aux aciers ordinaires à faible teneur en carbone où les traitements thermiques ont des effets moindres.