séquence de soudage pour éviter la distorsion et types de séquences de soudage

Qu’est-ce qui cause la distorsion dans le soudage

Pendant le soudage, la soudure et les zones environnantes subissent des cycles de chauffage et de refroidissement localisés ; par conséquent, la répartition de la température dans la construction soudée n’est pas uniforme et des changements structurels et métallurgiques se produisent au fur et à mesure que le soudage progresse le long d’un joint. Au fur et à mesure que le bain de fusion se solidifie et rétrécit, il commence à exercer une contrainte sur le métal de soudure environnant et les zones affectées par la chaleur. Selon la quantité d’apport de chaleur de soudage, ces contraintes peuvent être suffisamment élevées pour provoquer des changements dimensionnels dans la pièce, connus sous le nom de distorsion de soudage. Ainsi, les contraintes causées par le soudage sont la principale cause de distorsion lors du soudage.

La distorsion trouvée dans les pièces ou les structures soudées est principalement causée par trois changements dimensionnels fondamentaux qui se produisent pendant le soudage :

  1. Retrait transversal qui se produit perpendiculairement à la ligne de soudure,
  2. retrait longitudinal qui se produit parallèlement à la ligne de soudure, et
  3. un changement angulaire qui consiste en une rotation autour de la ligne de soudure.

Pourquoi le séquençage des soudures est-il important ?

La distorsion sous une forme ou une autre ne peut être évitée. Par conséquent, des mesures appropriées doivent être prises pour le minimiser. La distorsion peut être mieux contrôlée en utilisant une séquence de soudage bien planifiée. Une séquence de soudage bien planifiée consiste à placer le métal de soudure à différents points de l’assemblage de sorte que, lorsque la structure se rétracte à un endroit, il contrebalance les forces de rétraction des soudures déjà réalisées. Un exemple de ceci est le soudage alterné des deux côtés de l’axe neutre lors d’une soudure bout à bout.

Un exemple de ceci consiste à souder alternativement des deux côtés de l’axe neutre en réalisant une soudure bout à bout, comme indiqué dans la figure ci-dessous. Le nombre ici représente la séquence de cordon de soudure.

Comment réparer la distorsion de soudage

Bien que la distorsion due au soudage ne puisse être totalement évitée, des mesures peuvent être prises pour minimiser l’ampleur et les effets de la distorsion. Le contrôle de la distorsion comprend la prise en compte lors de la phase de conception et la sélection des procédures de soudage et d’assemblage, ainsi que l’utilisation de techniques telles que la précontrainte et le préchauffage élastiques.

Manières de contrôler la distorsion de soudage

  1. Ne pas trop souder : Plus il y a de métal placé dans un joint, plus les forces de retrait sont importantes. Le dimensionnement correct d’une soudure pour les exigences de service du joint minimise non seulement la distorsion, mais permet également d’économiser du métal de soudure et du temps.
  2. Utiliser le soudage intermittent : Une autre façon de minimiser le métal soudé consiste à utiliser des soudures intermittentes plutôt que continues lorsque cela est possible.
  3. Utilisez le moins de passes de soudure possible : moins de passes avec de grandes électrodes sont préférables à un plus grand nombre de passes avec de petites électrodes lorsque la distorsion transversale pourrait être un problème. Le retrait causé par chaque passe a tendance à être cumulatif, augmentant ainsi le retrait total lorsque plusieurs passes sont utilisées.
  4. Placez les soudures près de l’axe neutre : la distorsion est minimisée en fournissant un levier plus petit pour les forces de retrait afin de désaligner les plaques.
  5. Utiliser le soudage en marche arrière : Dans la technique en marche arrière, la progression générale du soudage peut être, disons, de gauche à droite, mais chaque segment de cordon est déposé de droite à gauche.
  6. Anticipez les forces de retrait : Déplacer les pièces avant le soudage peut faire en sorte que le retrait effectue un travail constructif.
  7. Planifier la séquence de soudage : Une séquence de soudage bien planifiée consiste à placer le métal de soudure à différents points de l’assemblage de sorte que, lorsque la structure se rétracte à un endroit, il contrebalance les forces de rétraction des soudures déjà réalisées. Un exemple de ceci est le soudage alterné des deux côtés de l’axe neutre lors d’une soudure bout à bout.
  8. Supprimer les forces de retrait après le soudage : Le grenaillage est un moyen de contrer les forces de retrait d’un cordon de soudure lorsqu’il refroidit. Pour l’essentiel, le grenaillage du bourrelet l’étire et l’amincit, soulageant ainsi (par déformation plastique) les contraintes induites par la contraction lors du refroidissement du métal.
  9. Minimiser le lien de soudage : étant donné que des cycles complexes de chauffage et de refroidissement ont lieu pendant le soudage et que le temps est nécessaire pour la transmission de la chaleur, le facteur temps affecte la distorsion. En général, il est souhaitable de terminer la soudure rapidement, avant qu’un grand volume de métal environnant ne se réchauffe et ne se dilate.

Types de séquences de soudage

Séquence de soudage ou technique de soudage : La séquence de soudage est l’ordre de réalisation des soudures dans une construction soudée. Si nous parlons de technique de soudage, la technique de soudage est le détail d’une opération de soudage qui, dans les limites de la procédure de soudage des joints prescrite, est contrôlée par le soudeur ou l’opérateur de soudage.

Lors du soudage d’un long joint bout à bout, divers types de séquences de soudage, y compris les séquences de marche arrière, de bloc, d’accumulation et de cascade, peuvent être utilisés pour tenter de réduire la contrainte résiduelle et la distorsion. La sélection de la séquence de soudage appropriée est importante, en particulier lors du soudage de joints avec une contrainte élevée, tels que des soudures de réparation.

Séquence de retour en arrière

Une séquence longitudinale où les incréments de cordon de soudure sont déposés dans le sens opposé à l’avancement du soudage du joint. Comme vous pouvez le constater dans le croquis ci-dessous, le cordon de soudure 2 est placé après le cordon de soudure 1 et le cordon de soudure 3 est placé après le cordon de soudure 2. Par cette séquence, l’accumulation de chaleur due au sens de soudage est contrôlée. Dans la pratique habituelle du soudage, nous soudons d’un sens à l’autre, ne laissant l’accumulation de contraintes que dans un seul sens. Avec le soudage en marche arrière, nous pouvons contrôler l’apport de chaleur de soudage et les contraintes de soudage résultantes qui provoquent la distorsion.

Séquence de blocs

Une séquence combinée longitudinale et d’accumulation pour une soudure continue à passes multiples dans laquelle les longueurs séparées sont complètement ou partiellement construites en section transversale avant que les longueurs intermédiaires ne soient déposées. Un exemple de séquence de blocs est illustré dans la figure ci-dessous.

Séquence d’accumulation

L’ordre dans lequel les cordons de soudure d’un puits à passes multiples sont déposés par rapport à la section transversale du joint.

Séquence en cascade :

Une séquence combinée longitudinale et d’accumulation dans laquelle des cordons de soudure sont déposés en couches superposées. (Dans le soudage manuel à l’arc métallique blindé, une séquence de marche arrière est normalement utilisée.)

Séquence de dépôt :

L’ordre dans lequel les incréments de métal fondu sont déposés. Ceci est similaire à la séquence d’accumulation.

Errance ou saut ou séquence aléatoire

Une séquence longitudinale dans laquelle les incréments de cordon de soudure sont déposés au hasard. Considérant que, dans la séquence de blocs errants : une séquence de blocs g dans laquelle des blocs successifs sont terminés au hasard après que plusieurs blocs de départ ont été terminés.