PLOI
U T G
DI
D
D
IFFÉREtmS NORMB prescrivent des règles de mar·
quage relatives aux emballages des produits
d'apport (normes NF A81-301 . NF A81·041,
future norme EN 759). Toutes donnent une liste d'in·
formations devant figurer sur les emballages, mais
ne formalisent ni la façon de les présellter, ni de les
foire apparaître. De plus, de par la variété des provenances, de nombreux produits ne respectent pas
les normes (i-dessus, si bien que les étiquettes des
produits d'apport diffèrent:
- quant aux informations fournies ou non fournies,
. quant à la façon de faire apparaître ces informations : textes rédigés (en différentes langues),
symboles plus DU moins universels, pictogrommes
normalisés ou propres à chaque marque,
- quant à la façon dont les infarmations sont disposées sur l'étiquette.
RlIbri/lucs fi!l~rant sur 10$ 8mbcdll!!l!~
Cinq rubriques figurent principalement (pas systématiquement) :
1. Oe\cripliO!l wmllierc!ale du ,rodufl,
2. O~1gnlltions ncrmclist\es du produit
3 Agréments, homologations,
4. ~~j<;e en œuvre pratique,
5. Cnractérisotiop. des bl'i~es d3 sourlage.
Remarque - Le domaine spécifique d'utilisation du
produit ne figure généralement pas clairement sur
les étiquettes. Il est parfois évoqué par la désignation
commerciale du produit. Plus sûrement, ce renseignement peut se déduire des niférences des normes
selon lesquelles le produit est désigné ( d. § 41.
INSTlnJT~
DE
SOUDURE
o
1. DESCRIPTION COMMERCIALE DU PRODUIT
1
Ene comprend:
·Ie nom du fabricant ou du fournisseur,
·10 dêsignalion commerciale du produit,
- le poids net de produit, hors emballage ou bobine
support, indiqué le plus souvent sous l'une ce ces
formes :
«net weight = »;« poids = »; « T6kg »
-le diamètre du produit tdiomètre de Yâme pour
les électrodes enrobées, diamètre extérieur du fil
pour les Ols fourrés et fils pleim) note sous l'une
de ces formes :
«F= »;«D= »;«diam= »;«4mm»
1
le numéro de lot:
dot " li; «botrh,' »
- parfois le numéro de coulée dont provient la parIle méttlilique du produit:
({ coulée: li; If heot,' JI
• Pour des électrodes enrobées:
- la longueur totale d'une électrode:
-
«L= »;«/g=»
Fréquemment, les indications de diamètre et de
longueur som regroupées sous la forme:
« tliomètre x longueur)
Ex. " 1 il x L= 3.2 x 450 (mm) li; (( 4 x 350 mm»
-le nombra d'électrodes comenues dans le paquet:
If pièces,'
lI;« quantity: »
R""arque - Pour les électrodes enrobées, la plupart
de ces renseignements sont fréquemment regroupés
sur une étiquette partiwlière collée à une extrémité
du paquet.
2.
DÉSIGNAllONS NORMAliSÉES DU PRODUIT
Généralement les fabricants désignent leur produit
suivant différentes normes nationales et internationales.
(es désignatlons sont le plus souvent regroupées
dons un cadre, sous forme d'une double liste, comportant les références des normes utilisées et les
désignations du produit selon chacu ne de ces
normes.
Exemple
Réfê~~~-' 'OiSignatiOns düPràdù"sei;Î~---'
des normes norme donnée en référence
NF A81 340
AWSA5.5
DIH 8529
ri 69 2 Mn 1,5 Ni (r Mo B120 26 BH
E11018 G
ri 69 7S Mn 2Ni (r Mo B
Les références des normes comportent en générol un
sigle (NF -AWS - EN ...)identifiant l'organisme émet-
Aciers
nan alliés
teur (auprès duquel dest p~ible de se procurer la
norme) et un numéro identifiamla norme.
Les désignations de produit selon les normes décrivent les principales caroctéristiques du produit, selo!1
un ~o~Cl~e prop:e à c;uiq:Je Il:)rm~, les caractéristiques prises en compte n'étant pas forcément les
mêmes d'une norme à l'outre pour un même produjl.
Prilldpales prOYellllllce5 de IIOIlies
Nf'
AWS
8S
DlN
EN
f'roll{e (AH/OR)
E!tm·Unis {Amerimn Welding Sorie1y1
Gronde-Brelngne 18ri1ilh Slandafdl
Allemagne
Europe (cf. AFNOR!
Les rérerences de normes permeMent d'avoir une
première idée du domaine d'uti~sation d'un produit
(inconnu ».
Aciers fuiblement
Aciers résistant
Adm
forlement allies
alliés à haute Iirnne
ou flllDge
d'élastllné
(au (Mo et au CrMoI (inox et réfractaires)
HF A81309
as 639
Eltctrodts
tllrobies
;
am
!
!1
F1Is massifs
(MIG/MAG)
Fils lOURés
,j
l
,1
NF A81340
BS 2493
1
AMS/HI
AW5/A5.'
OIN 1913
DlN
DIN 8529
ISO 1560
ISO 3580
EH 757
EN 499
EN 1599
HF 1.81 311
NFA81315
AW5 A5.18
AWS/A 5.28
DIN B559
1
EN ~4{)
NFA 81 350
HF A81 352
Nf ABI 3524
AW5/A.5.20
AWS/A 5.29
AW5/AS.29
as 7084
DIN 8559
EN 758
Lei; TIOt .,[
~ iTI
NFA 83 343
as 2926
AWS/A 5.4
OIN 85S6
ISO 35BI
EH 16a6
Nf' ABI313
AWSH9
DIH 8556
NFA BI 358
AMS/SFA 5.27
Les éléments principaux de ce rodage son! donnés d·
dessous:
3. AGRÉMENTS ET HOMOLOGATIONS
Le produit es! Î10rt1oJo~ué lorsque l'organisme indé·
pendant a approuvé l'utilisation du produit pour un
usage défini. Dons la pra1ique, cela signifie qu'un
organisme reconnu nationolement DU internationale·
ment (grandes sociétés de contrôle DU d'assumnce,
administrations, grands donneurs d'ordres) certifie
soit que le métal déposé par le produit présente des
camctéristiques mécaniques (Re, Rm, résilience à une
certaine température) supérieures li des valeurs de
référence, soit que le produit est apte au soudage
d'aciers d'un certain grade.
Les i!1forrlil!fi(Jns rebt;ves oux 0H(srr.er.ls et !~omciGgotinns slint géi1éde~ent r~roupées dans un (!jdre
où figurent d'une port les sigles des organismes,
d'aulre parI la désigno1ion du type d'agrémem
obtenu.
Exemple
LRS
av
' T 3/3YH10
DNV
3Hl0
3Hl0
3HI0
3VH10
3YH10
lÜV
+
Aas
COHTROLAS
Gl
Symbo es Caractéristiques garanllas du mélal déposé_
1-2-3
lV-2V-3Y
l-lY
2·2Y
3-3Y
HH
llP
ORGANISMES LES PLUS FRÉQUEMMENT (\Tts
:. :. er- =iï. :. :&e_rwocIru. :. :. . :. . .!ng\:. .Yef:. . :e:. :. in
Ti:..:..6C:..:..1rMh:..:..·
:..:lls.:. . :Nt :.: :or.: :sk::. . aV:.:::B1.:::illlS=----
:.:Bu:..:reo::.u..:.:Vé::::rlt=--as---:-,---: =.Am:. :.er--=iro:. . n.: :h:. . :re.:.:ou:. :.of:. :.S: :!hiP\l:!:I:.:!!n;
I..,..Co:..:..n1T,-oI_as_----,--,---Uoyd'~ Regnter of Shipping
Ileulscha Bundesbohn
Germonishar Uoyd .
Gaz de France
1 Marine Kationale
D/recnon de1 Eludes et Fabriquas d'Armement
Societe Nationale lias Chemins de fer tranlOÎS
l
1
Trè~ fréque~ment le, type d'agré~ent obtenu est
Re> 235 MPa - Rm = 400 à 560 MPa -A>22%
Re> 355 MPa - Rm = 490 à 640 "'Po· A>21%
Garon~e de résilience à + 20 o(
Garantie de résinence à Il oC
Garalllie de résilience à - 20 oC
Trés bosse teneur en hydrogène
Forte pénétrollon
'l. (l{OPllS
~, rf\)~~ils
Vl_
--.:lTUc:..::·..:..:
~(::.IlN~VI:.._
(~aV:!.)_
----'I::::A8~S):.._
_
(US)
(OB)
(Gl)
(GDF)
(MN)
IDEFA)
(SNCf)
JI'; la qualification p'l( 1 fFli'lltiol'
tOJlsGlIlmllblcs dl) so~doqe .:l9t~és
i" La norme EN 288.5 donne la possibililé de qualifier
omiS, seule figure la hsle des organISmes agréeurs. 1 un mode opéraloire de soudage par référence à lin
Cha.q,ue ,organisme possède son propre système de 1 agrément reçu par le produit d'apport, sans qu'il soit
codlflcatlon.
nécessaire de réaliser un assemblage d'essai, à condi·
Les organismes d'agrément maritimes (DNV, av, ABS, Iliolt que les impératifs de la qualification salisfassent
(l, LRS) utilisent des codages très proches, dans le 1 aux conditions de celte norme (ni exigence de
cas des produits pour soudage des aciers de construe· dureté, ni de résilience, épaisseurs < 40 mm, diation courants.
1 mèlre des tubes> 2S mm...) el que ce type de quoIlification soit accepté par les contradants.
©Cl1111.1999
EXPLOlTil.TIOll ':'Z L'ETIQUE1AGE
urs PRODUITS D'APPORT
4. MISE EN ŒUVRE PRATIQUE
Ces renseignements sont portés en clair sur l'éliquette, soit sous forme de commen1aires rédigés, soit
sous formes de symboles et de pictogrammes,
propres à chaque marque, mois censés être immédiatement compréhensilJles par tous. Pour la plupart
ils figu rent déjà, mois sous forme codée dans les
désignations des produits selon normes. Très souvent
ces renseignements ne sont pas regroupés dons une
zone particulière de l'étiquette et tous ne sont pas
toujours présen1s. Dons le meilleur des cos, on peut
espérer trouver les informations suivantes:
N.tur. du (DUrant à mettre en œuvre:
{ominu : « DC J) ; « CC J) ; « = ), avec si nécessaire l'indication du pôle il relier au produit
d'apport:« (+)>> ou« (-)))
li~IF:!~(li'if : « AC »; « CA J) ; «- ), avec éventuellement indication de la lension il vide du
poste de soudage nécessaire pour obtenÎr un
bon amorçage: « AC •70 V»
Prescription relatives â l'Intensité de soudage
Deux types de renseignements, à ne pas confondre, peuvent figurer:
- ;:Jiensité moyelllle GJtd~~r, définie par l'indication:
- d'une plage de variation:
Hurrent = 11 0- 130 AI ;
« INT = 110 - 130 A»
-d'une voleur moyenne: « 1= 120 A»
- ~Ilensité ~W'iflrolfl à [Il) )!lS t!éptsser sous
peine de dégradation des propriétés d'emploi:
« Imax =
»
(bout il bout ou en ongle, àplot, verticol, en cor·
nime, ou plofnnd) complétée par une représentation de la posillon de l'électrode el par une
flèche symbolisant le mouvement d'avance de
l'électrode.
[13
~
=
Eledrode utilisable
à plat bout à bout
et en angle Intérieur
Dons la quasi totalité des [OS, les positions de soudage possibles sont représentées par des pictogrammes, différents d'une morque à l'outre, fondés sur 10 re rêsentolion sc:hémolique d'un joint
Electrode utifullble ~ plot bout
à bout,en tomithe,en vertialle
manlllnle, ou plafond
Parfois, on trouve des indications de positions de
soudage selon les normes EN 499, NF A81 340,
NF A81 345 et NF ASI 343 :
- polIItans : 1) : tou~ pMilions
- posîlians : 2) : loutes positions sauf verticale descendante
-poshions : 3) : bout à bout à plat, gouttière, angle dplat
-posMlons :• ) : bout à bout à plat gouttière
-poshions : 5 1 : verticale desœndoote + positions r 3 1
Pour les éleclrodes enrobées seulement: séchoge
DI'ani \l1i:i$O~101l (Îltuvll~e), nécessaire pour
otteindre les caractéristiques de taux hydrogène
diffusible figurant dons la désignation normalisée
de l'électrode. (es prescripllons concerne nI 1(\
:cn~pératurl' ef Ir. !em~~ d'éluvop l'ecl'l1linQncl6s
avec éventuellement mention des ie•.lps t'lem·
péruiure m;;Ji eï maxi.
Le plus souvent ces données figurent sur l'étiquette,
sons qu'il salt explicitement dit que ces dDnné~
roncernenl l'étuvage, comme le montrent les
exemples c~dessous :
...------,
mO(
Positions de soudage possibles
!
60 min
300/350 oC
1,5 h Mad
r redry 2 h350 oc )
r 0 JSO OC 1b.
Remarque· Pour les électrod~ enrobées conditionnées en emballage étanche, sous vide ou sous gaz
sec, l'éluvage n'est pos néœssoire si les électrodes
~LOITATION Dl! L'ÉTlQUiTA,3n DES l'RODonS D'APPORT
sont utilisées immédiatement après l'ouverture de
l'étui. Cette caractéristique figure alors explicitement sur étui:
« reboking not neœssory if package undammoged )}
(étuvage non nécessaire si le paquet est intact)
«: HD5 sans étuvage » (toux hydrogène alffusible
inférieur il 5 ml /100 9 de métal déposé, sans étu·
vage, il l'ouverture du paquet!.
r
Eventuellement, pour les fils massifs et les fils fourrés, la co:l1jlosit<on du gaz ,le ~rotection re~om­
mQ!I~â est indiquée.
fx : « (02 » « Ar + 20% (02 )
• Les caractéristiques mécaniques et 10 <omposilior.
chimiq:Je typiques du métal déposé figurent en clair
sur certains étuis. Les valeurs ont en général été
obtenues sur moule, sans que la norme utilisée pour
eHeduer le dépôt d'essai ne soit en général précisée. (es voleurs doi"ent être considérées comme
indlUltives.
S. CARACTÉRISATION DES fUMÉES DE SOUDAGE
(e type de renseignement ne figure, pas systématiquement. Lorsqu'il apparalt, cela peut être sous
forme de caraetérisa~ons codées de la quantité et de
la nocivité des fumées émises, selon diffarellles
normes, ou sous forme d'un ciciogramme signalant
10 nécessité d'aspirer les fumées.
5.1- Caractérisation des fumées selon normes
La norme NF A81-G40 est la plus couramment uti·
lisée. Les fumées sont caractérisées par un code
comportant une lettre et un chiffre, la lettre carac·
térlsant la toxicilé des fumées et le chiffre la quantité de fumée émise.
La codification va de Al pour le produit le plus nocif
à B4 pour le produille moins nodf. ~indlcation
figure sur les paquets sous la forme: « NF A81·040
©er"", 1999
~IPLOlTAnON
Bl ), sans expliciter ci quelle corodéristique ce renseignement se rapporte. i'rè~ ~ouve,ll ~e ,el:seigne
ment est porté à la fin de III Ibie de désignolio'ls du
produil, bien que (9/0 il'en soil ~llS une.
A
Il
1
Valeur Iimlle moyenne
d'expasitlon conventionnelle s 4ma/lli 3
Valeur limite moyenne
d'exposilion conveniionneUe > 4 mg/m 3
lIoxidtl inUrleura il allIe des prodOOs codés Al
lUIMt d'émission d> 120 g/h
On trouve également parfois la caractérisation. des
fumées émises selon diverses normes scandinaves,
notamment 10 norme SS (&2) 062 801 et les normes
danoises signalées par le rago avec, à côté de ce
logo, la composition chimique des fumées émises.
AI~T!f(.r;,
la composition !himique flgUillllt iu,·\'éli-
~up.t!e do~s le (lIdre compr&r.an~ le lo~o ci·des>l!s he
con~erne qUG ies fumées émises e1 na:l le mé~l]!
M~osé,
5.2- Caroctérisotlon por un pictogralllllle
Certoins paquets arbor&llt ce pktograrnme :
~
Il sianifie simplement qu'il est nécessaire d'aspirer
les fumées de soudage. Il devrait en fait figurer sur
tous les paquets de produits d'apport vendus en
Fronce. En oueull cas il ne signale un produit plus
nocif ~ue !es outres.
DE l'ETIQIJE'l'AGE DES PRODUITS D'APPORT
1s
lisez nDS pu6lications
u e
oi
• Etude sur la reprise d'humidité des nouvelles
électrodes dites à bas hydrOflène
Etude 104830 . mars 1990
Rapport 15 n° 25099 - 20 pages
Vérification des caractéristiques d'hydrogène
des nouvelles électrodes après un premier
cyde d'exposition et de traitement de reconditionnement
Etude 175690 - janvier 1992
Rapport 15 n° 28054 - 24 pages
FOIIl
Sil prOMef ces rappiJl'ts
J'élude,
• Saudage: Connaitr., choisir, déâder
Stage de deux jours visant à transmettre les
connaissances nécessaires pOtll' choisir les proœdés
de saudoge les mieux adaptés, définir les spécifica·
tions ...
le département Mécalosoudage du (mM
ŒTlM - Etablissement de NlHItes
Tél. :02 40 37 36 35 - Fax: 62 40 37 36 99
contacter
le Service .Huslon du CETIM
Tél. : 03 44 67 33 06 - Fox: 03 44 67 35 39
,
:l'hé$tfi#~
r
pt1S à ''1n5tJfteL I!D~ spéOOr;Sfl!$
en VOII! ar/ressullt
au départemetltMéccmoSCHIdage du (mM
CETIM • Etab5ssement de Nantes
Tél. :02 40 37 36 35 . Fax: 02 40 37 36 99
Des normes à connailre
NF A 81-0S0 • Soudage - 8rasage - Soudobrosage - Produits d'apport - Oéfinition et évaluation
d'un lot.
NF EN 499 • Produits consommables pour le saudage • Electrodes enrobées pour le soudage
manuel à l'arc des aders non alliés et des aciefS à
grains fins.
NF EN 759 - Produits consommables pour le soudage . (ondi!ions lechniques de livraison des
métaux d'apport pour le soudage -Type de pro·
duit, dimensions, tolérance et marquage.
Pr EN 121209 • Produits consommables pour le
soudage· Méthodes d'essais el exigences de qUI!lité pour l'évallJ(ltÎOn de la conformi1é des produits consommables.
FICHE CONSEIL
CETIM
I~
E........,. .,...TIO
l
D
OUDU
G
ES SOUDURES D'ANGLE sont
le type d'assemblage le
plus largement répandu. Ne nécessitant pas de
préparation spéciale, leur réalisation est très
économique. Malgré leur aspect commun, il est bon
de revenir sur quelques définitions et sur les conditions de leur réalisation afin d'en assurer la qualité.
la gorge efficace tient
compte de la dissymétrie des côtés et des
imperfections de la
racine, notamment de
l'écartemen1 J.
1. GORGE D'UNE SOUDURE D'ANGLE
2. QUALITE D'UNE SOUDURE D'ANGLE
Une soudure d'angle est caractérisée par sa hauteur
de gorge. Sur un plan, elle est symbolisée par un tri·
angle et la hauteur de gorge théorique a (exprimée
en mml. (e11e hauteur théorique ne lient pas compte
du bombement éventuel.
Outre l'absence de fissures et de collage, une certaine 101érance dans la présence de défauls de cornpacilé 1els que inclusions ou soufflures, la quoli1é
d'une soudure d'angle est définie par la géométrie
de son profil extérieur et l'état de sa racine.
2.1- Profil extérieur
Il est défini par le bombement s, la symétrie des
cô1és Zl/Z2 ou Z{l.J, la présence d'un caniveau el
Deux autres définitions sont parfois u1ilisées :
. r., , :telle qu'on peut la mesurer en
fabrication avec une jauge (ou un calibrel. Elle tient
compte du bombement, mois non de la dissymé1rie
des côtés, ni des imp.lrfedions de la racine.
éventuellement la présence d'un rayon aux raccor·
dements.
La meilleure qualité est celle d'une soudure bien
équilibrée dont la face
r1
extérieure es1 plale,
voire concave, sans
1
caniveaux et qui pré- z2
sente un rayon au raccordement visible à
l'œil nu.
Prolil tJll"'*'r
amiliori pour la
qualité supérieure
- gorge efficace, ,,\. : c'est la plus petite distance
entre la racine et la surface du cordon. Elle se
mesure sur une coupe transversale.
IHSTITuré
DE
SOUDURE
... ' ..
,
..
1~
....
~%
CfNmf rf01MOUf
ors INOU$'~S
M1QNIOU'~
La norme NF E83·100·4 pour la construction d'ensembles mécanosoudés prévoit trois qualités de soudure: A, Bel C La quolité Aes! 10 meilleure (voir
tableau ci-dessous)
U!I ~ro.:i1 exté.'ieui ljmaliora (quoiil~ sU~ér!elJr~}
!J0IlC une me!lleur~ tenue en lut:gue aélé défini sons
caniveau, Dvec présence d'un rayon visible à "œil nu
soit Ir ~ 1,2 mm).
Le rayon peut n'être présent qu'à lH1 seul des deux
raccordements si celui·ci est le plus sollicité.
NAlURE
DU DÉFAIJT
REPRÉSEÎ'I1TATION
SCHÉMATIQUE
~-'"
CONVEXITÉ EX{~IVE
'::},
1
DÉFAUT DE SYMÉTRIE
~l
En fait, l'intervalle du jeu J intervienl dons 10 qualité, car pour des paramètres opératoires donnés, il
réduit la gorge efficace. Sa voleur doil être vérifiée
avont soudage.
NIVEAU D'ACCEPTATION
Classe A
(s~ivant NF E83-100-4)
.
Soudure réetle
~
2.2~ Etat de la raCÏlle
La pénélration de la zDlle fondue d'une soudure non
pénétrée doit quand même assurer la fusion de la
racine.
h~ 1mm +0,1 b
max 3mm
h~o/5
h~ 1,5 mm + 0,15 a
J:z.
t 1. > 075
IJ e 12 - ,
h~O,5 mm
rovon de raccordement
visible il l'œil
(r21,2 mm)
h
"~
~
W/~ ~ 01
~o/
1
CANIVEAUX
L4
~
nun UUIIID,
-<:
'C".
MAuVAIS AJUSTAGf
NIVEAU POUR UNE
TENUE AMÉLIORÉE
EN FATIGIΠ('1
h ~ 0,5 mm + 0,1 a
mox 2mm
.,.
'l>
1'1 Le contrôle de 10 qualité supérieure
© CE1\M 1999
peul être facilité par comporaiwm avec le moulage des soudures témoins
,ÉM.I5ATIDN DES SOUDURES D'ANGU
3. DIMENSIONNEMENT DES SOUDURES D1ANGLE
4. RÉAUSATION DES SOUDURES D'ANGLE
Formules simplifiées de vérification du chorgemen1
st01ique, quelle que Sol11a direction de l'effort.
k = 0,7 pour l'acier 5235 (E 24)
= 0,85 pour l'acier 5275 (E 28)
= 1 pour les aciers 5355 à 5460
(ex aciers E36 à E500)
F = force appliquée à un cordon dont la hauteur de
gorge est ae1Ja longueur utile 1
<Je = limne d'élas1icné du métal de base
4.1- Positions d. soudage .
La position la plus courante es1 celle du soudage
horizontal à platlcoQe 13 selon ISO 6947) qui permet de grands taux de dépôt, la plus recherchée
étant celle dite en «gouttière) (coJe PA) pour la facilité d'exécution, mais qui requiert généralement
l'utilisation d'un posi1ionneur.
Les posHions de soudage verticale montante (1 il
PF), vertIcale descendante lcode Pli} e1 d'angle au
plafond (cede PD) sont complémentoi~es de la position PB pour les structures ne permet1anl pas
l'orienta1lon des assemblages, ou pour réduire les
manipulations.
la posi1lon en «gouttière» mise à part, l'ensemble
des positions appelle une maîtrise de la tenue de
l'électrode ou de la tonhe e1 du geste, nécessilant
une formation, pour obtenir les meilleures qualités
décrites précédemment
N = eHort appliqué, quelle que soit son orientation,
1
Cas d'un cordon simple:
k.f ~n6 (Je
- - , :::''J,
J.
(os d'un cordon symétrique:
.., .>,k - '7"
N-1<-·0"0
1al' 1 + !l2"2
PD
1
~,
1 "" 1
En fait, il exis1e une relation entre la plus faible des
épaisseurs assemblées e et la houteur de gorge a
qu'il est inutile de dépasser (sous réserve de soudabilité métallurgique, voir § 5).
Cl =0,6 e est un compromis qui convient à toutes les
nuances en mécanosoudage.
@(rnM 1999
10
4.2- (as du soudage à plat PB
Une relalion existe entre un produit d'apport elle
volume de rordon d'angle monopQSS8 qu'il permet
de déposer. Prafiquement on est condui1 à considérer pour chaque diamètre la plage de hauteur de
gorge qu'il est possible de réaliser.
_E~ .n~~. basique • R.ndem~~~
o (mm)
o.n (mm)
011"
(mm)
~5
~5
3
3,2
4
3
4
4
5
S
S
6
Procédé MAG - fil maull avec 9111 k+ 18% (02
globulaire ou cie pulvérlscrtiOll IIxiale
_.!~ régine
o (mm)
aml (mm)
al1lllX (mm)
1
1,2
1,6
3
4
5
4
6
7
n
-0:&---2
------3--
Pour ob1enir des gorges supérieures à 6 mm, les
soudures sont effectuées en plusieurs passes. la prutiqlle la plus courunte est de procéder par cordons
tirés, en 3 passes pour des gorges de 6à 9 mm, et
en 6 passes pour des gorges de 9 à 12 mm, avec des
électrodes de 0 4 ou 5mm ou en MAG 01,2 mm.
4.3- Saudage en position vertical. ma.tante (PF)
En électrode enrobée comme en MAG, le dépôt d'un
petit cordon sons mouvement transversal produit
une forme plus ou moins bombée rédhibitoire au
regard des meilleures qualités décrites précédemment. Ce cordon nécessaire pOlK assurer une fusion
satisfaisante de la rlKine, doit être recouvert d'une
seconde passe déposée avec un mouvement transversal de «balayage» qui produit une forme plaie.
De ce foit, on ne peUl guère réalisefdans cette position des soudures de faible gorge « 6mm) ayant 10
meilleure géométrie.
Gorge
:-;a;;-I
Eledrode
;de
enrobée basique régime d'art caur1 réalisiiblt
ou J,3 01·120A 4 ô 5bombé
,, 12 02,5
0 2,5 ou 3,2 01 -120A
6ùB
MAG
~
1)
j
i
.1
Remarque - De fortes gorges, jusqu'à 7 ou 8 mm,
peuvent être obtenues directement en une passe
avec des procédés spéciaux, d'une purt avec des
électrodes à haut rendement (> 150 %) et d'autre
port en soudage MAG àtrès farte densité de courant
(400 Adons un fil de 0 1,2 mm). Toutefois, la position à plot limite la hauteur de gorge pouvont être
atteinte, car le déversemen1 du bain de fusion sur le
raccordement inférieur produIt un profil extérieur
inacceplable. le soudage en gouttière ne comportant
pas C&t inconvénient permet de meilleures perfor·
mances.
i
J
i
210 3,2
1102,5 ou J,2
2103,2
3) 0 J,2 ou 4
01-110A
01·120A
01-110A
01 -10SA
9ù10
-.1
'---
Il'IIItItque - De petits cordons d'assez bonne géo·
métrie peuvent ê1re déposés en soudage MAG en une
passe par la méthode verticale descendante :
o 1mm - 160 A. li convierr; lÏe raire r.&S utten1ion
U Ilq
rlulil
~o
((IL
le bombé d'une première passe montante peut être
réduit par un faible mouvement transversal, mais
c'est souvent au détriment de la péné1rolion. Des
soudures monlon1es de 6 à 8mm de gorge peuvent
ê1ra égalemen1 déposées en une seule passe en
effectuant un mouvemant triangulaire. la forme
obtenue est plus ou mains bombée.
Profil d'UIJ cordon HV.,S'
@(EllMI99t
4.4· Rayons de raccordement pour la qualité supérieure
Alors que par une totale symétrie, la position en
gouttière permet à un soudeur normalement formé
de produire un rayon aux deux raccordements, en
soudage à plat, le rayon ne peut guère être assuré
qu'au raccordement supérieur (voir photo CD ti-dessous).
Le raccordement inférieur est le plus souvent sans
rayon visible à l'œil nu. Si un rayon est demandé au
raccordement inférieur il fout, soit faire pivoter l'assemblage de 90 0 , soit procéder à un parachèvement
du raccordement.
Des électrodes spédales par leur enrobage, de type
rutile ou basique, peuvent faciliter l'obtention des
rayons, et même produire de grands rayons et une
forme quasi concave (voir photo ® ti·dessous).
7
En position verticale montanle, le mouvement transversol de la seconde passe permet de produire une
forme plote et bien équilibrée, mais les raccordements sont Irréguliers car le rayon varie selon le pas
des «coten produites par le mouvement transversal.
s. HAuTEUR DE GORGE ET ÉNERGIE DE SOUDAGE
Il s'agit de relations expérimentales relevées entre
la gorge mesurée et l'énergie de soucloge mlculée
par la formule UI/V où Vest la vitesse d'avance
moyenne exprinée en cm/s.
(es relations peuvent être utilisées pour évaluer
l'énergie de soudage mise en oeuvre quand on veut
respeder l'énergie minimum spéàfiée par un des·
criptif de mode opératoire de soudage
Bien que conservatrices pour tenir compte de différents fadeurs, elles sont données pour un jeu pratiquement nullJ ~ 0,5 mm), car il exisle une grande
dépendance entre la gorge elle jeu d'accostage pour
une énergie donnée (voir figure (j·dessous).
Gorge mesurée g
6
5
4
3
1MAG
2EE 150%
HE 110%
2
1..--________________ _
5
15
la
20
Energie de soudage lkl/cm)
25
..J
._-----_._--------------------------11HEnM 1999
LI ATIQ
D
SOtl1l
.D
HG'!
IIr
ir 1
o·
lisez 180S publictJtions
• Etude de l'amélioration des ·formes des soudures d'angle pouvant être apportées par un
soudeur normalement fonné en vue d'une
meilleure tenue à la fatigue
Etude 112000 - octobre 1991
Rapport IS n° 27519 -36 pages
Etude de l'amélioration des tormes des soudures d'angle réalisées manuellement avec
des fils fourrés fiee gaz, pour une meilleure
tenue en fatigue
Etude 104890 - juillet 1996
RapporllS n° 31152 -30 pages
PlWf se pracurer ces rapports crétlJde, cttntoder
le Service diHusion du CfilM
Tél. : 03 44 67 33 06 - Fax: 03 4467 35 39
Des normes à connaÎtre
NF EN 22 553 -Joints soudés et brasés - Représentations symboliques Stlr les dessins
NF E83 100-1 • (onslrudion d'ensembles méca·
nosolldés . Te<hniques d'assemblages
Partie 1: Généralnés :terminologie· classes de
qualité de soudure· Etendue des con1rôles
·INF f 83 100-4· Construction d'ensembles méca·
nosoudés· Techniques d'assemblages
Partie 2: Matériaux· Conception
NF E83 100-4 - Construction d'ensembles
mécanosoudés -Techniques d'ossemblages
Partie 4: Fabrication -Con1rôle
0
n
le CETIM organise des slages
ConceptiOl des assemblages par soudage
Stage de 4 jours ayant pour objectif de transmettre l'essentiel des connaissances actuelles sur
la conception, le calcul, le choix des matériaux, le
dimensionnemen1 des soudures.
>
Réalisation pratique des soudures
soumises à la fatigue
Stage de deux jours destiné aux responsables
d'atelier ayant pour objectif de transmettre et
montrer les bonnes pra1iques opératoires pour
atteindre la qualité supérieure.
1 fi'
~jrl'
f.'r
tell l'lm III ( lIO,",
( "rot r,
le département Mécanosoudage du (mM
(mM - Etablissement de Hantes
Tél. :02 40 37 36 35 . Fax: 02 40 37 36 99
OUU.n'ôllI~
TO
a'
C
A. LES TECHNOLOGIES DISPONIBLES
Le schéma ci-dessous récapitule les diverses technologies disponibles,
classées en domaine d'emploi, selon 3axes fondamentaux:
. le nombre de pièces identiques,
- leur volume,
. les tolérances géométriques.
r
1
Tolérances
/~ s~.~diJPïjtft. _ ~/•..
/ L, . . . .Süllfj
di.ffi!.nt
J.:: ;:>
..
_,
~
. / fftICtI/tIge pfhlfJlile
8
/?' N
ombre
d epièces
s:ca.
1 classiques
Potences
1
1
Robots
portiques
MachInes
dédIéee
ilI
unepièc:e
ou
un type de
1motorisés
Char~ Il
Robots
portables
soudure
Mécanisation
simple
Robots
Machines
spéciales
Volume des pièces
'NSTITUTê
DE
SOUDURE
•
',"
al
,
..
1. CHOIX DU TYPE D'AUTOMATISME
(
~Cbl;;dif !SI
'lér.éi'aI3meilt ur. (l{,iii ClUX nive(Jux lJ;oour.iivi;é {tailx ~~
d~~l 0, viie~ plas ilt~l)(,'],';;) 6~' r~IJltJrité, ~~ rl'~~:l;î au s;)U~aye
"
i:lO!lllei.
LA ~:iitCi~e ~onsisie ~pk,',le!lt fi J1!ltc.risl:: le liiilU~ll101ent l.a lor'~G.
~l~~\Ie scudure flln !'G~t d' 1~i:J mis,: Gn c;cvrJ;flclâ~endt!nte, et ;'e{·
hi de séri: (ompto ?e:J.
Bancs de soudage
la torche se déplace linéairement
le long d'une poutre. Cette lech·
nique convient pOlK des soudures
linéaires, ou pour des soudures circulaires avec rotation de la pièce
sur un vireur. t'allgnemenl individuel des pièces sous la machine esl
une opération préalable indispen·
sable.
Procédés cooronrs : arc sous flux en
poudre, MIG/IMG, TIC, plasma.
Charlots motorisés
Apartir d'une certaine taille, il est
difficile de déplacer les pièces el la
logique veut que l'on amène la
machine sur la pièce.
la torche est portée por un mariol,
~ ŒTViI1999
qui coulisse sur un rail, fixé pora~
lèlement ou joint par des aimants
ou des points de soudure.
Dans la même famille, on trouve
des chariots se dépla{onl ci plat en
appui sur les parois des pièces ci
assembler en angle.
Procéd~s COUlants : arc sous flux en
pcudre, MIG/MAG.
Potences
Par rapport aux bancs, le mouvement de torche s'obtient por extension d'un bras. Cetle morphologie
permet de s'engager ci l'intérieur
des pièces {soudure intérieure de
virole par ex.l
Procédés coU/onis : arc oous flux en
poudle, MIG/MAG.
AUTOMA.'1'ISAnON DU SOUDAGE À L'ARC
'otence
ronces assez avancés, pour être
rentable dons (es (onditions de
réolkation différentes des séries
classiques.
li
t.JS robais o~?orte!1t 3 (vllr:ili!i(lS ~rindp(!J~ pl'!ï fiiPPO:t , ;(l moc'Jr.isCitic,i sirr.ple :
-:0 ~atJ'icl,é cle ~ouder dails l' esp~.i:1) à:roi, mU:9ns:'lïlS ;
- j'arcbifra,nellt rll~iG9 ~i11;1; SGUL~;eS;
- la p05sibiiité Jo !;},ro~ilJm'l1:1i:oll pOil. truite:' Ime shi:!! tJ Fi~Œ
l
IlaUVIUlS.
lr;s ~ièces do!'!en'; tire prés'}:JÎ~s IJVUr. url'! hr:rllie ï3~~3~iti\lité,
~cllr (i';p, l'ooéral1ilO soit re:li:,~la, les ~~r:es dlJ!ve~lt êtr~ sIlE!~(lr:;Ïi,.«J"t
LII9~rrolltlls- ~umoiliss:!mer.; (;u :'3IiI~i .& proyrl:m;nCition iil ci'ls
!);rj;jlllges de posm!l!1lI:lme~i ci ~j"i~a9Ji.
PfO':6ués courants : MIG/~!A6 (9Œ~ des oppiicaffons), TlG, plosma
Rabats classiques
• Robots sur poutres ou porla morphologie classique (onsiste tIques
en un bras orticulé à 6 axes, asso- Pour augmenter le volume utile de
cié à un positionneur à 2 axes. Le travail, le robot peut être fixé sur
robot peut être fixé ausai 0 u sus- un rail au sol, ou suspendu le long
pendu. Le positionneur (amporte d'une poutre ou sous une structure
deux plateaux pour un (harge- portique.
ment/déchargement en temps (e type de solution est utilisé dons
masqué pendant que le robot 1 les (hantlers navol$, par exemple,
soude sur l'outre plateau.
1
la taille typique des pièces est de 'lIlII1"lZl~'5lP!~""''''
l'ordre de 1Il 2 mêtres de (ôlé,
•'1
s !,'V'1U
~CUI ~s ~é:ies
t.ès i;;'j~!Jr:lli1i ..s
:liveila ces ~ièos Il:! ~~S
::'~JS ~r, souduie m!'::Jtiquos), '1
&~t géf'3r:Jleme::t ~:~S CYlUI!ill~uX ~e (;i:er ur.~ :ncchïlli: spéd'lIe.
Procédés 'liiiL"Oules : fous, sauf l'électrode e,1robée
{JlJ
Robots portables
Au delà d'un (erloin volume de
pièces, ou pour des mises en œuvre
sur chantier, il est plus intéressant
d'utiliser des robats por1ables. De
concept plus récent, ces robots
nécessitent des moyens de programmation et de gestion des toléa:!(EI1!llm
~'rCiILA'l'1UTl
DU
OU
MadJine détliée Ill/X SOlIliIIreS
riltal,s III 116.
L'A
2. LA GESTION DES TOLÉRANCES
Ordres de grandeur des tolérances à respecter
pour la réussite de la soudure:
- arc sous flux en poudre: :: ± 1ci 2 mm
•MIG/MAG :
:: ± 0,5 à 1mm
. 11G, plasma :
:: ± 0,2 ci 0,5 mm
Tr
~Jigr.3r j:; i;1"3;;; 'Ciif)n
~':ffisbr'ï~~.
r(
des ~l;::ce:; eil
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1
.:;;r:JilÎ (lI ~~s
nyl 9' s:
ol:tilwgf's, ~'Ui' ~aj'(li:ti;
Iljl 2 ré~~fii;'!i:é
;m soud<lur pCilr sumib~ il: ~odnel 'li! \';/iif6 ~4tl ~(:S (o"di:~Oj)~ lib S)<J~è~e.
~utçma1iw Ins corl'et~iors e1! temp: rée!.
~_"s :-:~~~l;I;"':lS :1;;lY.Jn!b!lJs pt'iJl' !'!zL1Gir.l!li~aiimi dp.s ~cr~cctÎ(;;,s s~nt ~réhl:l:ées ~!·'l?les.
~;~il\te:li,'
La gestion automatique des toléran(es
Il convient de distinguer trois niveaux de correc·
tion, classés par ordre uoissam de complexité:
Le recalage préalable de tralectoire
Le principe consiste li localiser la pièce, avant sou·
dage, et li décaler globalement le programme de
soudage.
Il existe deux techniques principales, utilisées quasi
exclusivement sur les robots:
- polpage par avante lente du robot et détection du
contact avec le fil d'apport (le plus courant). ;
- détection par vision laser (plus rapide et plus tomplet).
Te<hniques les plus courantes:
. palpeur électro-mécaniques (boncs),
. suivi li 1ravers l'arc (robots),
- vÎSÎon (robots + bancs),
La vision est la 1echnique la plus récente et la plus
performante.
Le sDudage autoadaptatif
('est la solution la plus aboutie. Le principe consiste
li mesurer, li la fois, la position et 10 géométrie d'ac-
costage des pièteS, et à corriger en temps réel la trajedoire et les réglages, de manière li COlIserver une
quali1é de soudure optimale.
La vision est la seule technique appropriée.
Le suivi de jDint
La position du joint est mesurée en temps réel (pendont le soudage), et la trajectoire est modifiée pour
garderla torche centrée en permanente sur le joint.
-------.-©(ETIM 1999
M'l:
l'
.-~._--~---
B. CRITÈRES LIÉS AUX PIÈCES ET ÀrENTREPRISE
1. CHOIX DES SOUDURES
2. ENVIRONNEMENT TECHNOLOGIQUE
Le principe de base consiste li ne pos mercher une
automatisation systématique de toutes les soudures
d'une pière. Il fout se concentrer sur celles qui donnent un bilan technico-économique fuvorable.
• La mécanisation simple peut être maîtrisée fudlement par le soudeur.
tintroduetion de la robotique nécessite par contre
une approche ~us ~obole au niveau de l'entreprise:
• la production doit êfre réorganisée de mOllière li
bien intégrer le robot (contraintes de préparation
particulières, flux de pièces accrO, travail à plusieurs postes... !,
- la conception des pièces gagne souvent li être
optimisée pour le robot,
• le bureau d'étude doit également prévoir des
outillages de positionnement des piéces.
Pour ces raisons, le premier robot nécessite une
phase d'adaptation. Cependant, Yexpérience acquise conférera li l'entreprise la culture nécessaire
pour l'intégralion rapide des robots suivants.
Enfin, les machines SfIéciales sont conçues par des
spéciolistes, et leur exploilolion ne soulève géné·
ralement pas de problèmes particuliers.
Aulcmolishs en ,,"orilé, car elles
conduisent aux gains de prodUlflvilé
les plus importarm.
--~fc.nue" mr elles nélwïten!
Soudures CClIlIllens
une dextérité et une sensllllltê
et :léf!cates
que le soudeur passède à un niveau
~périeur à lelui de 10 madûne.
SQudur(>~
simples
"TTO,", 011 SOIID
l,lUIS
,.
J.' 1
r
lisez nos publiUltions
. Etude du soudage à l'an robotisé auto·
adaptatif pour construdions mécanosou·
dées et chaudronnées
Etude 173790 . décembre 1993
RapporilS n° 27360 • 26 pages
RapporilS n° 27364 - BO pages
rcur se prDWt!I' ces rapports d'étude,
co ta ,
le Service diffusion du CETIM
Tél. : 03 44 67 33 06 - Fox: 03 44 67 35 39
Des normes à connaître
NF EN ISO 13920
Soudage -Tolérances générales relotives aux
constructions soud~ - Dimensions des longueurs
et angles -Formes et positions
CI (ffilll999
r réplonl~re
i
f
r
le CE7lm organise "es slages
Soudage: connaître, choisir, déâder
Stage de 2journées oyont pour objedif de transmetlre l'essentiel des connaissances pour choisir
les procédés de soudage les mieux adaptés, définir les spécifications techniqu~ ..
Pour fOllt renseignement co,lcerntJJIt ce stage,
con'actel
le départemNt Mécanosoudage du CETIM
ŒTIM - Etablissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35 . Fax: 02 40 37 36 99
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t
n'hésitez pas à consuitez 1II1S spécialistes
eit IfOUS udressam'
au département Mécanosoutlage du (mM
CETIM - Etabhssement d. Nantes
Tél. : 02 4037 36 35 -Fax: 02 40 37 36 99
L'
OUD
D S EU:ME:NT
C
1. ApPLICATIONS
Les goujons sont des pièces généralement de section cylindrique, mals pas exclusive·
ment, sounées en bout sur un support métallique.
On rencontre fréquemmem deux applications de base:
la fixation ou l'a<<rochage ultérieur por vissage ou agrafage de compOSClnts divers.
Les applications vont de petits goujons de quelques millimèlres de diamètre pour fixation de joints élastomères, tuyaux, bandes de protection sur carrosserie automobile
par exemple, aux gros goujons connerteurs de plus de 20 mm de diamètre pour la
liaison béton / poutre métallique des ponts mixtes,
le soudage de tiges sur parois et tub&s visont à augmenter les surfuœs d'échange
thermique.
La distinction peul se faire aussi enlre les applications sur tôl~ lIlime~ (aulomobile, électroménager, mobilier métalliquelet sur fortes épcisseurs {construction métallique, chaudronnerie...l.
INST1TlJT~
DE
SOUDURE
. >luh
2. CHOIX DU MODE DE SOUDAGE
Différentes variantes ont été développées à partir du principe de base qui consiste à établir un art
entre le goujon et le support pour fondre les parlies métalliques en vls-ii-vls avlllf de plonger le
goujon pour rêaliser la liaison.
Les principales 1echniques sont:
·Ie soudage avec bogue réfradoire, appelé aussi Arc Fusion Forgeage (AfF)
-le soudage sons bague en temps court (AlC)
·le soudage sons bogue avec prolection gazeuse (APG)
-le soudage par décharge de rondensoteur (AOC).
Le choix entre ces diKérentes lechniques dépend:
•du diamètre ddu goujon (voir graphique ci-dessousl
· de l'épaisseur du support
•sur tôle mince, des exigences d'esthétique cô1é envers
•de la qualité de Ici liaison souhahée.
les liaisons de meilleure qualité seront obtenues à l'aide des procédés avec bogue réfractaire el
sous protection gazeuse.
Les procédés à soudage rapide (décharge de condensateur et lemps court) ne permettenl pas
d'obtenir une soudure exempte de défauts tels que soufflures ou oxydes. Par conlre, cas procédés sont à recommander, ainsi que le soudage sous protedlOll gazeuse, lors du travail sur lôle
mince si l'on veut éviter le marquage envers.
DI...èlres courants d (mm)
lH
Epaisseur de tôle minimale
1/8d
1/10 d
0
@ŒT11l1999
AfF
1•
APG
ATC
Pretédis
l!JOd
ADe
&OUDAGE ÉLECTRIQUE À L'MC DES tLSMRNT5 Di ?IUr.ON
3.
SOUDAGE AVEC BAGUE RÉFRACTAIRE
Prindpe
ijar.~ 1I'l& ~remiè!e ~has~, le
'3s~ort est précom!JfimiJ ~a: 1e
goujon lors du rGnicct rie la
~lIs::e sur le S'lp~o~t. ùans
ulle ~a(onàe ph'Jse, le ~r.Cli!
r.~cess('h , l'Ili:l0r~(J~e et n~
mtlint:':'l i'e ;'orc IlSt ~fOrllll'
p(ir ur. ;,ler!rc-;;im':l~! p. iD Hn
~;: teœps d'llrc, l'tlf,(tl":laiml!l:t ~it désn(~ivé et li) gou·
len, sou~ l'oction du ~'mcrt,
F;arige ,eiS b supr.o,t ~!lU~
,éoliso,· lu liaison ~'l ~Gyue
ré;rdu:;·e a PO:lf rô;e d& ~n·
!éce~ 1" scudli.e d' ~ne \lx\,d{1t!Op. e::cessive. ::J~e coneonlre
lu cÎlalelil el ~v:ïe ;es proiecIitlM dl: méll.d f~~lda. [lb
IIIl)U!il 1:1 fGïme &x1érieure du
;0 soudure.
(AFF)
Principaux paramètres de soudage à prendre en compte
•dépassement f (préconfTain1el
· recul R(longueur d'ore)
· intensité (A)
•temps d'arc (5).
La plongée en fin de cycle doit s'effectuer à une vitesse convenable pour
assurer une liaison sons défaut. Elle peur sur certains matériels être réglée
grâce à un petit omortisseur.
Applications
- Soudures de bonne qualité (conslrudîon métallique, nucléaire, chaudron·
nerie... l.
- (aractéristiques mécaniques élevées.
- Goujons en ociers non alliés, alliés, inoxydables et réfractaires, alliages
d'olumlnium,
- Soudage en position
Inconvénients
- Epaisseur du support ou moins égale à 1/4 du diamètre.
- Bogue réfractaire éliminée à choque soudure.
-l'extrémité du goujon en acier doit posséder un fluxage d'aluminium
(bille sertie ou revêtement) pour anrorcer j'an et permet1re 10 désaxydation.
----- ----_.-._.- _.._._-_._-_.__.----.---
@Œ1M19t9
4. SOUDAGE SANS BAGUE EN TEMPS COURT· SOUDAGE AVEC PROTECTION GAZEUSE
L_ _-----''''___-'-_
":)urf'i1Sl~ .;:1/:5 f-D~
Principe
(es d~uy. t&chr:iques "api::!nent g:(lÎllliement le (l;de ~e
slntir.ce utilisé aVN ~ague
réfn!daire. La t;o3ue est Si;~'
prrmee ct ~e ~li~i:ionneil1el!t
,tu ~isl:lle~ ou de !ü tête de
" ::illf 'lAI'
SliU:';GI:
a 0 3 es. •.
~flit<l
p"i
U:l ~~~~G!; fL:! Oi! une
Illi:;3. (e~ d;JUX tP.dir.iql!':i
oif-
(ércr.i 3smtie:lefT,6!1! par ie:
~Ié~"ll(e 'lU nOCi rf'Iln gn:L
;lraltct'ca helü I!j pH
~~gkJr;f.S des ~I'[':or,ètres.
dt;
!~S
Avantages
• Soudage sur tôle mince (quelques dixièmes de mml sons marquage
envers.
Ce procédé est destiné principalement aux petits goujons ( de diamètre
inférieur à Bmm 1, le plus souvent en ader nan allié.
• les souduNls sont Irès peu pénétrées dons le support mols présen1ent le
plus souven1 des défouls tels que soufflures et oxydes
• le temps d'arc est court, de quelques millisecondes li quelques dIzaInes
" de millisecondes selon le goujon.
.
Avantages
• Soudure de meilleure qualité d'aspect el de compacité.
• Diamèlre soudable jusqu'à environ 12 mm.
• Grande latitude de réglage, temps courl (quelques mlilisecondes) et
intensité forte pour tôle mince sans marquage envers ou temps long el
Inlensité faible pour soudure de qualité.
• Soudages de pratiquement tous les matériaux soudables par fusion.
1
ccrnM 1999
s. SOUDAGE PAR DÉCHARGE DE CONDENSATEUR
Le protédé schématisé ci·dessus utilise un têton qui
permet l'amorçage de l'arc lors de son contact avec
la tôle. l'énergie rournie par la décharge de la batterie de condensateurs permet de fondre superficiel·
lement la tôle el l'extrémité du goujon. Pendant
toute la durée du (ycle, un ressort exerce un effort
sur le goujon ce qui permet d'obtenir une liaison
après solidification,
lorsque le goujon est déjà en position sur la tôle ou
moment de la décharge, on parlera de soudage par
(ontael. On peut aussi connecter la batterie de
condensateurs au goujon avant qu'il ne louche la
tôle, le soudage sa fait alors par percussion.
Une autre variante consiste à effectuer un retraH du
goojon de la surface (le goujon est alors sans têton)
en même temps que l'amorçage de l'arc, la plongée
en hn de cycle assurera la jonction. Cette méthode
par ore «tiré» augmente un peu le temps d'arc et
assure une pénétration plus importante.
Particularités du procédé
• Temps de cycle très court, environ Sms.
• Intensité élevée, pour les plus gros goujons le pk
d'intensilé peut atteindre 10000 A.
• PinélnIfiott _ le supporllrès faible, Je
rame Jo 1/100 mm.
• la soudure comporte souvent des défouts.
la collerette permet d'augmenter la surface de la
liaison et donc sa tenue méconique.
ApplkatiOlls
• Gou/'O/lS de 2à 8 mm de diamètre jusqu'à éventuelement 10 ou 12 mm.
• Matériaux soudables: oders, alliages d'aluminium, laiton, cuivre.
• La principale oppMcotion est le soudage sur tôle de
faible épaisseur sans marquage envers.
----_.~--- -------------~@([IIMI999
SOUDAc.œ BLECTRlQfJE À L'ARC DES ÉLÉMENTS DE F!:lCA'l'!Ol-:
POUR EN 5AVOtR PLUS
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lisez uos publictdions
• Etude paramétrique et métallurgique
du soudage à rare des goujons en acier
IOn allié
Etude 172480 . mars 1991
Rappol1lS nO 26452 . 30 pages
Etude du cas du goujon en ader inoxydable 5ur acier non aDié
Etude 175700 . mai 1992
Roppol1lS n° V948 . 40 pages
réDClnd
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f
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le CETIM orgGuise ties stGges
Soudage : connaître, moisir, décider
Stage de 2 journées visant à transmettre les
connaissances pour choisir les procédés de soudage
les mieux adaptés, définir les spécificotions tech·
niques...
Pc, ,
/1
le département Mécanosoudage " (mM
(mM - EtabUssement de Nantes
. Tél. :02 40 37 363S . fax: 02 40 37 36 99
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.rCI
1 1
1
le Service dHfuslon du CETIM
Tél. : 03 44 67 33 06 • Fax: 03 44 67 35 39
Des normes à connaÎtre
XP A89-002 - Soudage· Soudage éledrique â
l'arcdes éléments de fixation. (lasses d'exécu·
tion; étendue des contrôles d'essai, critères d'oc·
ceptat/on des défauts pour le soudage en produc·
tion des goujons et des éléments de ftxo1ion.
A89-020-3 . Descriptif et qualJftcotlon d'un
mode opératoire de soudage. Epreuve de qualifi·
calion d'un mode opératoire de soudage élec·
trique à l'arc des éléments de fixalion .
Partie 3: goujons de diamètre maximal 12 mm.
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@ŒTIMI9n
:;'hésiter pliS ci "msu[tez !TOS spedtdisfes
en
VOllS
I1dreSSQllf
au département Méamosoudage du CETIM
CEIIM - Eta~lissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35
fox : 02 40 37 36 99
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_
FICHE CONSEIL
CETIM
,
Parmi les différentes techniques mises en œuvre pour le
soudage des goujons, le soud(jge ~ l'a~c avec ~gUg
réfractaire présente des avantages incontestables, mais
aussi quelques inconvénients:
Avantages:
- il aularise le soudage des gros goujons, jusqu'à
25 ou 30 mm de diamètre,
- il permet surtout d'obtenir une liaison de très
bonne qualité, ù condition d'être attentif au bon
réglage des paramètres.
Principaux inconvénients:
- présence d'une bague qui doH être éliminée après
soudage,
5-
.... 1
-nécessité d'avoir pour les goujons en acier une bille
ou un revêtement en aluminium en bout du goujon
pour amorcer l'arc et désoxyder le bain,
-forte pénétration surtout interdisanlle soudage sur
tôle mince (épaisseur < l/4du diamètrel.
1. RAPPEL DU PRINCIPE
Après avoir précomprimé le ressort de la valeur du
dépassement lors du contact sur le support, le goujon
recule sous l'action d'un électro-aimant et un arc
s'établit. Ala fin du temps d'arc, l'aclion de l'électro-aimanl cesse et le goujon ~onge vers le support
pour réaliser la liaison.
Déplacements
lttmps
IHsmUT~
DE
SO/JOURE
.
2.
PARAMÈTRES DE SOUDAGE
Réglage de l'énergie de soudage
Les paramètres colKernés sont l'intensité et le temps
d'arc. Ils sont assez faciles à maîtriser sur les postes
modernes et les réglages sont fiables et reproducti~.
L'objectif est d'apporter suffisammen t d'énergie
pour fondre l'extrémité du goujon et la surface de la
tôle support. Le graphique ci-conlre donne une indication du temps d'arc (t) et de l'intensité (1) àmettre
en œuvre lors du soudage de goujon en oder non ou
faiblement allié.
La valeur du recul R, qui Intervient lors de la plongée
finale, permet aussi un réglage Indirect de la tension
d'arc qui est d'environ 30 à 35 V. Cette voleur de
recul doit êlre suffisante pour éviter toul contact
entre les deux masses fondues avant la fin du temps
d'arc. Dans le cas contraire, la solidification se fait
très rapidement et la plongée sera insuffisante pour
garantir une bonne soudure.
Plongée
La valeur de la plongée est égale à la somme de la
longueur d'arc (recul) et de la valeur du dépasse·
ment du goujon par rapport àla bogue ovant contact
sur la tôle et précompression du ressort. ces para·
mètres doivent être ajustés avec précision, cor ils
jouent un rôle Irès important dans la formation de la
liaison. Des voleurs moyennes sont données dans le
graphique d·contre, mais il est impératif de procéder
à des ajustements en particulier en fonction de la
forme de l'extrémité du goujon (conique, plate, avec
bille ou revêtement d'aluminium).
e ((IlhI 1999
Autres paramètres
• Vitesse de plongée lorsque celle-ci est réglable.
Trop faible, on risque des roBages, trop forte, des
projections.
• Polorité. En général, le goujon est relié au pôle
négatif.
Elot de propreté ou d'oxydation du support. Il
n'est pas recommandé de souder sur un support
trop sale, 10 coillnine est totalement prohibée.
1
r
1
SOIJPAGE ÉLECTRIQUE À L'AIlC DIS GOUJONS AVEC 5AGUll lŒFRACTAlRE
Intenaité et temps d'arc
2
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diamètre elfectif (mm)
Dépassement st longueur d'arc
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10
14
18
diamètre (mm)
22
24
3. CARACTÉRISTIQUES DU PROCÉDÉ
Duretés
Le temps de soudage étant toujours très bref, le plus
souvent inférieur li une se<onde, le cycle thermique est
extrêmement rapide. La vitesse de chauffage est supé·
rieure li 2000 °(/5 et les vitmes de refroidissement
coroctérisées par le temps entre BOO et 500 OC varient
entre une et quelques secondes selon le diamètre du
goujon et l'épaisseur de la role support. Compte tenu de
ces cycles thermiques, les duretés en zone affectèe therm~
quement (ZAT) sont le ~us souvent élevées ave<, sur des
nuances du type 53SSN, des slrudures marlensitiques.
Pour CB type d'acier, les duretés en ZAT du support évoluent
entre 350 e1 450 HVS selon le diamètre du goujon. (ene
particularité ne pose en général pas de problème. rintérêt
d'un préchauffage du support li température modérée
(100.150 °(1 est trés limitée, donc inutile.
• Tenue à la fatigue
la tenue li la fatigue des goujons connecteurs non solli·
cités est moyenne. Un tel assembkJge esl assimilé li la
classe BD MPa (NF EB3-100-1)
Bague réfractaire
La bogue réfractaire joue un rôle non négligeable en
permenant une prote<tion relative du bain .pendant le
soudage e1 en assurant un maintien du bourrelet lors de
la plongée. C'est aussi elle qui assure le positionnement
de I~ tête de soud~g~ ~u du p~tol~t ~ur le suppo~ el, li
ce titre, ces caractenstlques geometnques sont dlrectemen~ liées aux réglages des déplacemen~ du goujon.
Un reglage obtenu avec un lot de bague nest donc pas
reproductlble à l'identique pour des bagues légérement
différentes.
le stoc kage des bogues d01't se f'aire 1u l' ab'TI d' une
humidité excessive el, dons ces conditIons, aucun étu·
vage n'est nécessaire.
(QŒlIM lm
Défauls couramment rencontrés
la plupart des défauts rencontrés sur ce type d'assembkJge sont dus li de mauvaises conditrons opératoires
(voir tableau c~aprèsl. Cependant la solidification du
métal fondu qui se fait naturellement en partont des
interfaces liquide/goujon el liquide/tôle et en progres·
sant vers le cœur du volume fondu sans effort de for·
geage significatif rend le procédé sensible li 10 fissura·
tion li chaud el aux retossures. Un trop gros volume de
métal fondu et des teneurs en impuretés élevées sont
donc déconseillés.
Matériaux soudables
Les assemblages courants menent en œuvre des aciers
non au faiblement alliés. On soude aussi sons trop de
problèll~.es des gou.jo~ en 0dciebr\einoxydable sur support
non a le ou sur ooer Inoxy a .
Le soudage de goujons en alliage d'aluminium sur des
supports également en aluminium est possible mois il
subsiste souvent des porosilés.
Ile soudage de goujons en cuivre, laiton, alliages de
nickel... est aussi réalisable, mois comme pour l'alumi·
1 nium, une protection gazeuse complémentaire est
nécessaire.
Contrôles en production
les contrôles habituellement utilisés sur chantier sont
spécifiques au procédé. Les examens classiques tels que
la radiographie ou le ressuage ne sont satisfaisants ni
techniquement, ni économiquement.
.. ,
Sont utilISes:
-l'autoconfrôle (l'opérateur ulihse des sensations lui
permettant d'évoluer dans la majorité des cas le
• It t bt
1 resu a 0 en~l,
-les examens Visuels (forme et aspect du bourreletl,
- accessoirement la mesure ou l'appréciation de la
hameur après soudage. Sur une file de goujon, il
est par exemple facile de repérer un goujon
dépassant,
-l'essai au mar1eau, l'objectif étant simplement
d'obtenir un son clair lorsqu'on frappe la tête du
goujon,
-l'essai de pliage, effectué si possible avec un tube,
éventuellement avec un mar1eau. Pour les goujons
connecteurs acier-béton l'essai est normalisé. Le
goujon est plié à60 degrés. Sauf cas par1iculier, les
goujons déclarés conformes après cet essai sont
maintenus pli~ (NF A89 021).
DÉFAUTS COURANTS - CAUSES ET REMÈDES
--~-----'------r---_._--'---'-----------'
1
Défauts
Causes
Remèdes
1
1-----------4-------------11-----------/
1=LL:: -J l
B- =: .d;--~ ~:,-, -h~._~1
• défaut de perpendiwlarlté
soufflage magnétique
_ . dlscontin_u-+ - énergie trop faible
1
Bourrelet
AbseRCI
lie boumlet
'-".
.
g.
lourl-tircuÎ1 avant la fin de l'art
• problème méaJllique
- dépassement tr~s ilKuffisant
-vérIfier la perpencfitulll"iIé
- modiflef les masses
-ougmenler rénergie (l, Il
+-
....
•
~
<'"
b
FlssuratlGll
)
I
J
~==:::::=..I
I!:Ilrnl.l '999
(oIlIges
pérlphirtques
1
i
-vérilier le libre dépassement du gaulan 1
-vérilier le dépassement de la bague
...
pla é Ira'lnlPO riant
rt - dlmlllUer le déponement
e fa Pd
e par roppo au _oUglllenler l'énergIe si volume fondu
flgi
t---ll--+-Bauml-et-+--vou_me
n u _ - - i faible
lrrégun.r,
_siltre,
avec cavités
~l.
. oulJft1enler la longueur d'arl
••-,;"...
1.'~1é
\1
_tôle et/ou bogue raouilli8/s)
1- souder sur tôle S~lhe,
- utiliser des bogues sèthes
1
"
- état de surfote, tDmposÎ1ion mimique - ougAl8n~ 1~IPlongée
Olle,ip"
ongee InsU If'1sonte .- nettoyer
""1' 1MI 10 e ~Ion t..-nlque
L,_
- énergte. Irop f
V..I 1er a 10rnposll
. vnesse de plongh trop faible
- desserrer l'amortisseur
__........._ - - - - - _........_ - - - - - _....
SOUDAGE ÉI.RCTRIQT1E A l'ARC DES GOUJONS AV1!C RAGUE REFRAc:TAlllZ
poua f,~ .5A~. RUS
lisez nos publicfI'ions
Etude paramétrique et métallurgique
du soudage à l'arc des goujons en acier
non alné
Etude 172480 . mars 1991
Rapport IS n° 26452 . 30 pages
• Travaux complémentaires sur le soudage
à l'arc des goujons
Etude 187370 . janvier 1995
Rapport IS n° 29121 • 28 pages
,!Jour se pro,urer ces ropplJris rI'ohItfe,
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le Service diHusion du (mM
Tél. : 03 44 67 33 06 . Fox : 03 44 67 35 39
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Bases praliques du soudage des aders
Stage de 2jours visant li transmettre les connaissonces pour choisir les procédés de soudoge les
mieux adaptés, définir les spécificotions tech·
niques...
'0
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relll '1foI'
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~oIltarter
le département Mécanosoudage du CETIM
CETIM - Etablissement de N...tes
Tél. : 02 40 37 36 3S • Fax: 02 40 37 36 99
Des normes à connaÎtre
NF E25-143· Eléments de fixation· Goujons
entièrement filetés li souder par décharge de
condensateur - Symbole SO
NF EN 20-225 - Eléments de fixation· Vis, gou·
jons, et écrous· Symboles et désignations des
dimensions
A 89-021 • Fabrication d'assembloges soudés·
Soudage élec1rique li l'arc des éléments de fIXa·
tion . Partie 1:goujons connecteurs de diamètre
supérieur ou égal li 6 mm
t
n'Ms/toz )Jas li consfllf'8l 11'115 spécialistes
ell VOUf adressunt
au département MécanosoudagB du CETIM
CETIM - Etablissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35 - Fax: 02 40 37 36 99
FICHE CONSEIL
CETIM
6
OU
USI
a produdiviié Ilst îl! p:inciraIe caradaris'iique des pro.cédés de sGudage il l'olt
avec fi! fusible. i:s SOllt (opa~les
dG rlépcser ~es volumes de
fllélal i!l1~crtanl et sont don~
Qdaplés al!~ re'1lplissages de
chonfrein li gor~8 importfi:lte.
Faciles fi metf.e en œuvre, ils
sont u:i1isés aussi bien e'!
rrranue: qu en so!Jdage Ilutomatique ou roblitisé.
l
1
1. SOUDAGE À L'ARC AVEC FIL FUSIBLE
le soudage ùl'arc avec fil fusible es1 un procédé de soudage électr~ue à l'arc
utilisant un fil plein (procédé n° 131 sous protection de gaz inerte ou n° 135
sous prDtectîon de gaz adif) ou un fil fourré (pro<édé n° 1361 comme fil
électrode.
Principe
L'arc est produJl entre kl pièœ el un fil éledrode fusible dévidé en continu. Il
apporte l'énergie nécessaire à la fusion des pièces et du fil électrode. Ce procédé est coroctérisé par un transfert de métol è lrove~ j'arc el une fusion
rapide du fil électrode.
Protection du bain de fusion
Dons le cos du soudage li l'arc avec fil fusible sous proteclion gazeuse, l'arc et
le bain de f\J$ion sont prolégés pal un gaz qui peul être:
-actif (soudage MAG: abrév. de MettJ/ Attive Gas),
. inerte (soudage MIG : abrév. de Metallnen Gas).
Le fil élee/rode employé peul être de type plein ou fourré.
Dans les cos des fIls fourrés sans gaz, lollS les composants de protection, de
formation de laitier et de désoxydation sonl à l'intérieur dufll tubulaire.
Auwne protecHongozeuse complémentaire n'es! dont nécessaire.
• Métal d'apport
Il provient directement
du fil éler1rooe qui peut
être pleIn ou fourré.
Dans le cas des fils dits
(compositesl des élémenls d'alliages sont
contenus à l'intérieur
'du fillubulaire.
l~be (omxt
EIeclrodeflllille<fl)
Ne IlaiIIdeMlcn
Rg. J - SoIHiIJge G1'/JIt /NIC /if llniMt SOIIS
",.",.... fllZ-
INSTJTUT~
DE
SOUDURE
2. CARACTÉRISTIQUES DU GÉNÉRATEUR
Le générateur de soudage à l'arc avec fil fusible est
composé d'une source de courant, d'un contrôle d'ali·
menlation en gaz de protection et d'un dévidoir de fil
électrode qui peut être externe ou incorporé ô la
~~œ.
' 9 2 • GItMrtd"" IN" tI;"1IIo1r sipllr'
• Caracléristlque externe stollqu.
Le soudage à l'arc avec fil Mible est un procédé à
fusion rapide de l'électrode, La caractéristique
externe statique de la source de courant doit être
plate : ~urœ à tension constante. Cette roractéristique permet d'obtenir une autorégulation de la longueur d'arc.
t
18"IIOD U(V}
1
Forme d'ollde .
Les sources de courant de soudage à l'arc avec fil
fusible délivrent un courant continu. (e courant peut
être du courant altematif sinusoïdal redressé monophasé ou triphasé, ou du véritable courant continu
pour les sources transistorisées.
(enaines sources peuvent délivrer un courant pulsé
qui permet de donner au bain de fusion une viscosité
apte au soudage en position toul en conservant les
caractérIstiques opératoires d'un arc d'énergie plus
élevée.
Polaritê
L'arc doit être établi en polarité inverse (fil éleelrode
au pôle positif) sauf indkation contraire du fabricant
de mélal d'apport pour cer1ains types de fil fourré.
t Réglage de la source
Les sources de courant de soudage à l'arc avec fil
fusible permettent de régler 10 tension de soudage et
la vitesse de dévidage du fil électrode. L'Intensité de
soudage est une conséquence de ces réglages.
Dans le cas des sources pulsées, les réglages de la
forme d'onde muhiplienl les parumètres à déterminer. Pour faciliter le travail des soode~, ces sources
présentent des préréglages d'usine appelés lois
synergiques.
Gw
,tg. 3 • CllTlldérisfiqve externe Jllllique plate
---------------.--_.- .- --_. __ ._._._- .~
[E1!M 1999
~EURS POUl< î.i> SOUDAGE À m\RC A'/tC :.'ïL • é:i.EC'rnODIl YU'SmLE
3. TECHNOLOGIES DES SOURCES COURANTES
Le transformateur est l'élément prindpal d'une
source de courant de soudage.
1
Transformateur redresseur à plots
~s
transformateurs redresseurs à pf01s peuvent être de
type monophasé ou triphosé. Le réglage por plots permel de sélectionner la valeur de la tension de soudage
en modifiant le roppor1 de transformation du tronsformaleur. Il s'agit d'un réglage par incréments qui peu·
vent être plus ou moins importants.
Transformateur redresseur à thyristors
Les transformateurs redresseurs à thyristors présentent
un réglage continu sur la plage de tension délivrée. Ils
offrent une souplesse d'utilisation appréciable (commande à distance, compensation des fluctuations de la
lension du réseau...) mais présentent, de même que les
transformateurs redresseurs à plols, une ondulation
Importante
h . de la tension de soudage, surtoul en version
monop osee.
Hacheur
Les sources de technologie «hacheun permettenl de
réduire considérablement l'ondulation de la tension de
soudage et présentent une vitesse de réadion compallble avec la gestion des [ouronts pulsés. Ces sources
autorisent un régloge précis de la tension de soudage
mais conservent un encombrement important. Idéales
pour un soudoge de qualité, elles som peu à peu remplacées por les sourŒS de technologie «onduleur) développant des qualilés complémentaires.
Onduleur
Les sources de technologie «onduleun permettent de
limiter l'encombrement de la SOUIΠmois aussI d'obte.
nir une qualité de couront et une vitesse de réaction de
la source soudage compatibles avec le confrôle du transfer1 de métal à travers l'ore. Tout d'abord considérées
camme trop fragiles pour des applications chantier, lM
• decance pli'on et su r1 ou,t 10 d'Immu
. l'Ion dupOl'ds
progres
1 permise por celte technologie, leur donnent de réels
atouts pour tous les types d'applications.
TECHNOLOGIE DES SOURCES COURANTES: AVANTAGES ET INCONViNIENTS • UTILISATIONS RECOMMANDÉES
AVCIniages
Trmulonnat8ll'
redmseur à plats
SotKIi~, ~abililé, simplicité
Absente d'électronique
Faillie laû!
ThmsforlllClt_
redresseur à thyrbtgrs
Salidi~, ~abilité, simplicité
Molnlllnonle aisée
(ommande à distunœ
Régulation passible
Faible 1001
Ornlulation de la tenslan
Encombrement
Inœnvénlents Ondulation de la tenslon
Enmmbrement
Réglage par palie~
Pas de lORlmande à disfunle
Pas de Illgulatlon
(abine de sQudoge
Utinsalians Cabine de soudage
rtalnunandies
Atelie" chonf1er
<l:) ŒIlM 19'19
1:
i:
HlIdIeur
.....,
Olllluitur
Ondulo~on négllgeable
Commande à dls1anct
Régulation
(auront puké
Volume lrès réduit
Commande à dkfanle
Régulaflon
(auront puké
fnoombremBnt
Présenle d'électronique
Présanle d'illedronique
(oût
(abine de soudage
Al1lier
Metier, rhanlier
"I{[e
CL
4. DISPOSITIFS AUXILIAIRES
Le soudage li j'arc avec fil fusible sous protection
gazeuse présente deux mndes de transfert li travers
"arc principalement utitlsés : la pulvérisation axiale
et le court·circuit.
Self du drcuit de soudage
Le lronsfert par court-circuit ut~isé pour le soudage
en posilion, les tôles fines et les passes de pénétralion
présentent l'inconvénienl de générer de nombreuses
projections adhérentes impliquant des opérations de
parachèvement coûteuses. Pour diminuer le taux de
projection, une self est mise en série sur le circuit de
soudage. Elle présente l'avantage de limi1er les pi~
de couranl de soudage (lig.4 ci-dessous), sourte principale des projections mais diminue l'énergie transmise li la pièce. Le risque de coilage, défaut de soudage principalement rencontré en soudage MIG/MAG
est alors accru.
• Contrôle du trllllsfert d. III.h11
Avec l'arrivée de la technologie cOnduleuu le temps
de réaction des sources est suffisamment rapide pour
envisager le contrôle du transfert du métal li travers
l'arc. Plusreurs fabricants présentent des sources dites
li (dynamique can1rôléel ou à (court-circuit
contrôlé». Ces saurces remplacent le transfert avec
striction électromagnétique, générateur de projeclions, par un transfert avec effet de surface. En limitant le courant ou moment du contact du fil électrode
avec le bain de fusion, les forces électromagnétiques
ne sectionnenl plus le AI en fusion : le bain absorbe
l'exlrémité du fil éleclrode et rétablit l'arc. Ainsi le
laux de projections est fac~ement divisé par un focleur dix.
~+
r.;.
!_~
140
500
400
300
200
100
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120
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ot;;---;~+:--I-+t:+--+:----+---J
40
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11g. 4 •
QŒ11M 1999
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Os,.....
tl'IIII lraIJmrl ptII C#frl-dtttHt
GÉNÉllM'ECRS PC'{TR LE SOUDAC!! A UhRC AVRe: FU. • tLEC'lROnl: FUSIBLE
que de la distance tubHontad pièce pour un réglage
de source donnée. (el1e distance doit donc être mailtenue constante pour conserver des conditions de sou·
dage constllltes. Certains générateurs proposent un
asservissement qui garantit une longueur d'arc
conslante malgré une distance tube·cootact pièce
variable.
Gestion de l'exllndion de l'arc
Une outre source de projection est III phose d'omorçage de l'art Pour limiter son ampleur, l'amorçage
doit se foire avec un RI électrode présentant une
extrémilé exempte de scories, l'idéal élant un fil coupé ô l'aide d'une pince ovant maque amorçage. (es
condilions opératoires sont bien sûr Îocompatibles
avec une production intensive.
Tenant compte de ces impératifs, certains générateu~ proposent une gestion de la phase d'exfindion
de l'arc. Al'arrêt du soudage, la source génère une
surintensité de cauronl qui supprime lout appendice
à l'extrémité du fil électrode et permet un futur
amorçage sans projection.
s. AVENIR
Considéré comme le procédé le plus productif dans la
majorité des applications, les développements des
nouvelles sources tentent de minimiser au maximum
les défauts opératoires et d'accroître les qualités
intrinsèques du soudage à l'art avec fil fusible. Des
tôles fines avec le soudage à court-cirwit contrôlé
vers les forts laux de dépôts avec les régimes à veine
liquide rotative ou le soudage bi-fil, le prolédé est en
constante évolution au sein des laboratoires de
recherme des fabricants de générateurs. Les prochains développements devraient s'orienter vers des
contrôles de plus en ~us précis de la forme d'onde
des courants de soudage.
• Régulation de longueur d'arc
Le régime de pulvérisation axiale est géré par autorégulation de la longueur d'Or( grôce à la caractéristique externe statique plate des générateurs pour le
soudage à l'ore avec électrode fusible.
En soudage dassique, la longueur d'arc ne dépend
1
!
1
1
1
cern", 1999
GEKmn:1J1lS po:m LE SOUDAGE À L'MC AV~C t!L • ÉLECTRODE ïUSmLE
..
POUR EN SAVOtII Pl.U&
V'O~J'
1 '.'
des publicatiOlls (UlM
sont tlisponibles
Soudage à l'art (tome 3) : procédé avec
fil électrode fusible
Ouvrage 8005
Etude des possibilités de rédudion
des projedions en soudage MAG sur tôle
Etude 1A721 0- mors 1997
Rapport IS n° 31878 ·30 pages
Evaluation du soudage MAG à très forte
densité de courant
Etude 196020 . septembre 1996
Rapport 15 n° 31511 . 40 pages
o r repona
s
s Inl
lion
le (mM organise
des stages
Bases pratiques du soudage des aciers
Stage de 2jours visant à transmettre les connoissances pour choisir les procédés de soudage les
mieux adoptés, définir les spécifications techniques...
contacrer
If' c, lia
le département Mécanosoudage du (mM
CETIM • Etabtlssement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35
Fax: 02 4û 37 36 99
,"(fi" se F'l'GCurer aIS mpparfs J'éflido,
{arrtll,ter
Je ServIce diffusion du CE11M
Tél. : 03 44 67 33 06 •Fax: 03 44 67 35 39
Des normes à connaÎtre
~F
A8S 000 - Matériels pour soudage électrique à
l'ore· Types et caractéristiques' Définmons.
n'b"é$iter pM iJ cIJIl!altelltlJs rpécii1llstos
t:r A 85-020 • Matériel de soudage électrique à
au département MécanosCMHiage du (ETIM
CETIM • Etablissement de Nantes
Tél. ; 02 40 37 36 35
Fax; 02 40 37 36 99
l'arc· Source de couront . Vérifications et essais·
Relève de la caractéristique externe staftque - Détermination du rendement et du facteur de puissance Essai de type.
et vous atfrssser
a fiurîlité m~t~liurgiqin: ct 1. SOUDAGE À LIARC AVEC ÉLECTRODE RÉFRACTAIRE
;:}sthéii~ue des soudures
Le soudage à l'arc avec électrode réfractaire est un procédé de soudage
ohÎellue~ ilS! !li pri~cipal:,
électrique à l'arc sous protection gazeuse (procédé n° 141 suivant norme
caradérislique du procédé de
NF EN 24 063).
scudcge ;;vac ;j'~crÎode H~f~llc'
t(ii~l!. ütil!sable s:;.. la pluplln
Principe
~es m~!aux ~t ~oge~, à pIn, 'li 1 L'arc est produit enlre la pièce et une éledrode réfractaire en tungstène
ll.! fr~SI~i~f:, I! s en:p!oltl avec ou 1 pur ou activé. Il apporte l'énergie nécessaire à la fusion des piè<es el du
sens !l'e.a, ~ Ilppllr1 6!i sOlldagl! métal d'apport éventuel.
mc·rHle!, ll11tomoi:qlJe et r"bo- .
tisé.
i Protedion du boin de fusion
i L'éledroda, l'arc, la bain de fusion 81 le mé1al d'appart éventuel sont pro1 tégés de l'oir ambiant par un gaz inerte [soudage 11G : otJrév. de dung1 sten Inert Gas»).
1
Méllli d'lIpport
L'électrode réfraclaire ne participe IICJS à l'élaboration du cordon soudé.
Selon le travail à réaliser, un mélal d'apport peut être amené sous forme
de bague11e par un soudeur manuel,ou saus forme de fil, par un dévidoir
en soudage automatisé.
Fig.
INSTlTUT~
DE
SOUDURE
r . SlHld~ à l'arr avec flertrode rélrtlC1a1te
.2. CARACTÉRISTIQUES DE lA soula DE COURANT
Le générateur de soudage à l'ore avec électrode
réfractaire est composé d'une sourre de courant et
d'un contrôle d'alimentation en gaz de protection.
• Caractéristique externe statique
La caractéristique externe statique d'une source de
courant de soudage avo( électrode réfractaire doit
être plongean1e ou verticale. Cette caractéristique
permet d'obtenir un apport d'énergie de soudage
suffisamment stable pour un soudage manuel
Intel1lllél (A)
1
1
FIg. 2 - CllltlClérlsflqlJe eJet"", statique p/oAgetJnte
Forme d'onde
Les sources de (OU rant de soudage avec électrode
réfractaire délivrent soit du courant alternatif sinusoïdal ou carré, soit du (ourant dit «continu». Dans ce
dernier (as, le courant peut être alternatif sinusoïdal
redressé (monoph~é ou triphasé), ou «continu
conston1» pour les sources transistorisés.
• Polarité
En courant continu, "électrode doit être connectée au
pôle négatiF (polarité directe) pour ne pas subir un
échauffement trop important dû au bombardement
électronique. Le courant alternatif est uniquement
employé en soudage des aluminiums. Il permet de
volal~Î5er la couche d'alumine présente sur le bain de
fusion pendant la période de polarité inverse et d' 1lSsurer la pénéll1ltion ainsi que le refroidissement de
l'électrode pendant la période de polarité direcle.
• Réglage de la SOtM'ce
Pour la majorité des sources, seul le ré~age de l'intensité de soudage est nécessafre. Les outres paramètres de soudage (longueur d'arc et vitesse
d'avanœ) sont de la responsabilité du soudeur. La
tension d'or( est une conséquence de l'opération de
soudage et dépend essenliellement de la longueur
d'arc pour une intensité de soudage, un gaz de protection et un diamètre d'électrode donnés.
les ~our(e~ de (auront alternatif signaux (orrés
offrent le réglage complémentaire de 10 balan(e
décapage-pénétration. Dans le CIlS des sources puisées, les réglages de la forme d'onde multiplient les
paramètres à déterminer.
Certaines sounes peuvent dé~vrer un courant pulsé
qui permet de diminuer le bain de fusion pour une
pénétration donnée. Ced facilite le soudage en posilion et le soudage des fines épaisseurs.
«:iCE11M 1999
~T,URS P(Jlffi LE SOUDAGB iL L'ARC ..'lie ÉLECtRODE DI: TUNGSTÈNE mG)
3. TECHNOLOGIES
DES SOURCES COURANTES
Le transformateur est l'élément prindpol d'une
source de couront de soudage. Mois il la différence
des transformateurs classiques il coradéristique
plate, un transformateur pour soudage il l'm ove<
électrode réfractaire est con~u pour délivrer une
caractéristique externe statique plongeante.
Transformateur à shunt magnétique
Les transformateurs il shunt magnétique génèrent
des fuites dans le circuit magnétique du transformaleur pour réaliser cette caractéristique. le déplacement méconique du shunt permet de régler l'intensité de soudage en modifiant la pente de la
caractéristique. Un réglage complémentaire par plots
permet sur certains générateurs la sélection de la
valeur de 10 tension il vide por modiflcotion du rapport de transformation du transformateur. (es
sources présentent un réglage mécanique continu
mais incompatible avec une commande il dis1ance.
1Courant de soudagelAJ
.200-
r
1
1
i 100
1
J
1
1
1
0-
1
1
i
1
~
Transfonnateur redresUlIr à thyristors.
AlImentation triphasée.
!Cotllanl de soudage IAl
1 ~OO.
1
Transformateur à thyristors
1
Les transformateurs il thyrislors présentent un 1 ~OOréglage continu sur la plage de courant délivrée. Ils
offrent une souple~e d'utilisation appréciable (com1
mande il distance, compensation rres fluctuations de
0,01 s
10 tension du réseau...) mais présentent une ondulaSource à teœnologle d. type "Ondulturll•
tion importante du courant de soudage, surtout en
Alimentation monophasëe.
ver;ion monophasée. La différence entre les générateurs de courant alternatif sinuso:îdal redressé et les
Fig. 3 - Osd1lllfNMllll'J dt tIlDrlJlltl ClHltÎlJlJJ
générateurs de courant «continu constant» est essentielle en soudage il faible intensité. En effet, dans ce
cas précis, l'ondulation résiduelle risque de provoquer une extinction de l'arc.
• Tran5formateur «hacheur»
les sources de technologie chacheul'l permenent de
réduire considérablement l'ondulation du courant de
solHlogJl et présentent une V11esse de réaction compatible avec la gestion des courants pulsés. Complétée por
un convertisseur DC!AC, enes délivrent un courant alter·
natif signaux corrés et offrent le régloge de la balance
décapage-pénétration. Elles autorisent une régulation
précise du couranl de soudage mois conserveni un
encombrement important. Idéales pour un soudage de
qual~é, même à faible intensité, elles sont peu à peu
remplacées par les sources de technologie «onduleur)
développant des qualités complémentaires.
• Tedlnologle lqIndulew»
Les sources de ledll1ologie conduleur) permettent d'ob·
tenir une s1llbilité de courant exceptionnelle mllis sur·
tout de limiter l'encombrement de kJ source. Cette tech·
nologie révolutionne actuellement le soudage à j'aT(
avec électrode réfractaire, cor la vitesse de réaction permet d'envisager des formes de pulsotlol1$ hybrides. Utilisées pour le soudage des alumIniums à la ~ace du courant a~ernatif classique, les pulsations hybrides
combinent des phases de courant conlinu en polarilé
dIrecte pour assurer 10 pênêtralion suivi de phases dos·
siques décapage-pénétralion en courant alternatif
signaux carrés. CeNe technique permet de conserver
une électrode parfaitement affûtée et donc un arc très
s1able tout au long de la soudure. La pénélration est évi·
demment accrue: augmenlalion de la durée des phases
de polarité directe.
TECHNOLOGIE DES SOURCES COURANTES: AVANTAGES ET INCOHvtNIEHTS • UTIUSATIONS RECOMMANDEES
hllSftrmalelR'
Traasfonlat....
à thyristors
à mllnt mogn6tl"e
Avantages Soli~é, Robtl~é, simplm SoI1dil~ flohIlllé, sim~lcllé
Mainlenonal aisée
Absence d'électronique
Coooonde à distance
Faible coOt
Régukrlion possible
Folble coOt
Ondulofiondelot~~n
IncoIlVénlellts Ondulation de la tension
Encombrement
Encombrement
Pas de cotnmande à dlstonce
Pas de réaulotlon
(ollrant fort
UtlrllltiDIIs {Durant kilt
(obine de soudage
recommandées Utl!lsGflon occasionnelle
Atelier, lhanfier
Coblne de soudage
Cl CDIM 199'l
l
TtdInoIogIe
TtdlHfotle
lfHDdlell'll
«o.daltlr»
Ondulation négligeable Volume très rédutt
CoIlllllllllle à dIsllInœ Commande il ois/anœ :
1
léguJalion
Réglage balance
1
Régulation
R~ge bolonce
!
i
Cooront pubé
Courant poilé
Présente d'êledTal!ique •
Encombrement
Présence d'électronIque CoOt
,,
1
Tout courant
(abine de soudage
Alelier
Tout lourant
Alelier, chOlltier
-.;tNÉll:roIlS POUl! :J: liOtJDAGI. À L'ARC AVEC: ÉLECTROO!:: DE ro~QSTtNt (ïIG)
4. DISPOSITIFS AUXII,IAIRES
~";;;";';;';""------,
1 usure de l'électrode et des risques d'inclusions de
tungstène, ces systèmes limitent le courant de courtTout générateur de soudage ovec electrode réfrac· 1 drcuif à des valeurs très faibles sans risque pour
taire doit posséder un système d'amorçage d'arc. Les ! l'électrode.
systèmes les plus courants sonl de type amorçage
haute fréquence. Trois familles de systèmes d'amorStabnlsatioa d'arc
çage sont actuellement présents sur le marché.
Dans le cas du soudage des aluminiums en courant
Am
•• 1
alternatir l'intensifé passe pOT zéro à chaque aller·
or~age a ee aleurs
. . 1 nome." ~t donc nécessaire, essentiellement dans le
Les systèmes à éclateurs
sont les plus
anCIens,f Ils. 1 cas des faibles intensifés de réamorcer ou stab~iser
1.
hOIJtes
..
génèrent des ImpUlSions
tensions
a une r~ Il'
bore.
quence élevée: (es systèmes proc~rent u~ on Les sources de courant al1erna1lf sinusoïdal utilisent
confort opémtolre po~r le soudeu~ ~ats sont.Ires pol· 1 un système d'amorçage à éclateur activé en perma.
luant pour le champ electromagnetique enVlronoont. 1 nenee avec les conséquences prévisIbles sur l'env~
Il peuvent détériorer des équipements électroniques i ronnement électromagnétique (perturbation des
présents dans l' environ~em~nt du gé~érateur et so~t 1 réseaux téléphoniques, des ordinateurs, des comdéjà interdits dans certams heux senSibles: raffinene mandes numériques...).
par exemple.
Les sources de courant allllrnatif signaux carrés perAmor~age électronique
mettent une vHesse d'~nversion du. sens du ~UTant
.
. .
1 compatible avec un reamorçage mslantane. Pour
~ system~ éledro~lqu~ appa~alssent sur le ~ar. garantir une stabilHé à faible intensité, certains géné.
ché. I~ génerent auSSI des Impuklons halltes tenSIons 1 a1 d'l' rent en plus une impukion de lension à
"t
'
t r..1.-eurs _1e IV
mais il une L'
Hequence contro'lée eec
rOnlquemen
·
'
1
'f
pour diminlJer 1es pertu rhafiOns eedromogne lques. 1 muque mtemance.
Très efficaces, il demande,parfois un Ie~ps,d'adapta- S. AVENIR
tion pour un soudeur urnquement habitue aux~' 1
_
tèmes d'amor~age il éclateur.
Le concept des pukations hybrides devraH apporai1re
chez de nombreux fabricants car les avantages
Amorçage à la rupture de eolltact
annoncées en soudage des aluminiums semblent intéPour supprimer totalement le risque de perturbation re5Sllnts. En revanche, si certains fabricants dévelopélectromagnétique, les fabricants ont développé des pent uniquemenl des amorçages électroniques ou des
systèmes d'amorçage sans HF. (es systèmes détectent 1 amorçages par rupture de (ontad, il existe encore
la rupture de contact entre l'électrode de tungstène et 1 dans les co1alogues de nombreux amor~ages à éclola pièce à souder puis amorcent l'arc alors que la dis· 1 teur. La préoccupation actuelle, imposée par les directance enlre 10. pièce e,t la p~lnte de 1: électrod~ est 1 tives européennes, étant de limiter ~es pe~batian~
encore très faible. A1oppose des anCIens systemes électromagnétiques, cette technologie devrait peu a
d'amorçage par court-circuit qui provoquent une, eu dis araître.
__
1
1
!
'1
----._----<CimiM 1999
GonO!ate1.!n pal!! !e: soudage
--
à
._-------
L'ARC AVEC éoleclrode de tungstène (nO)
5AVOtI. PLUS
lu
des publications (ETlld
1
son; dispol1l/J/es
Elude des conséquences de la protection
envers par l'azole des soudures TIG
Etude la 1230A -iuillet 1985
Rapport IS n° 16584 - 26 pages
Elude des cycles thermiques du soudage
nG -mchaud
El1Jde 104360 . octobre 1996
Rapport IS n° 31529 - 12 pages
P"'1<
sa: rtICIJ!''!r..a:;
mp;:at:[ r.'~(;1l!.
("1 1
1. SerYÎce diffusion du (niM
Tél. : 03 44 67 33 06 . Fax: 03 44 67 35 39
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des stoges
Bases pratiqlJes dll soudage des aâers
Stage de 2jours visant ci transmettre les connaissances pour choisir les procédés de soudage les
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le département Mécanosoudage dlJ <ETIM
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Des normas à conilS!it:e
Nf A8S 000 - Matériels pour soudage électrique à
l'arc -Types et caractéristiques' Définitions.
NF A 85-020 - Matériel de soudage électrique à
l'arc - Source de courant· Vérifications et essais Relève de la caractéristique exteme stntique - Déter·
mination du rendement et du facteur de puissance Essai de type,
ii",é:!":- :).:~ ::. '!l!1S!1.;r~? nar spérilllis:t'!
.,,: '!(;!f; rrtJrtt....:;,~
au département Mécanosaudage du (ETIM
<ETIM - EtaLhsselllellt de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 3S . fax: 02 40 37 36 99
FICHE CONSEIL
CETIM
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!I jOli Ire
I
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mIse
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1. SOUDAGE À L ARC AVEC ÉLECTRODE ENROBÉE
(!Ju'.lre •....;.~.;.;.;.;.;.;;;...;.;..;;.;.;.;.;..;,....;,;,;,..;;.;..;;;;.;;....;,;,;,;.;.;;;..;;..;;~.;;.;;.;~
:Si la ~ril1drale (llra(:é:'is'iique du prccédé de )()udage
~ l'électrode ~nlO~ée. IJIi!b.ble
~IJr la pbll.ut des mfl!éril!!l:; ~~u·
dll~les et an ioules po,ilions, il
fi:prése~te ia ir.Di~rité èu :nétnl
dè~l}sé en ~rnnœ, m:JIGra unt
~e(hï1ique o~~ra!l}iie qui le resirainl à UIle uliiisation manü3!1e.
Le soudage à l'or< avec électrode réfractaire esl un procédé de soudage é!e.ctrique à l'ar( lIVec électrode fusible (procédé n° 111 suivant NF EN 24063).
Principe
L'arc est produit entre la pièce el une électrode (omposée d'une âme mélalIique entourée d'une gaine de produit enrobant. Lare apporte l'énergie nécessaire à la fusion des pièces et de l'électrode enrobée. Ce procédé es! caraclérisé
par un lronsferf de métal à Iravers l'arc el une fusion lente del'éledrooe.
Protection dll bain de fusion
Tous les comporonj) de proledion, de formation de laitier et de désoxydation
sont contenus dans l'enrobage. Aucune prolection gazeuse complémentaire
n'est donc nécessaire. L'enrobage assure à lui seul 10 prolection de l'arc el/o
protection du bain de fusion par formation d'un lailier qui doit ê1re êliminé
après refroidissement de la soudure.
Mé1al d'apport
L'âme métallique de l'éledrode enrobée sert de mélal d'apporl déposé de
manière contÎnue pendant la fusion. L'enrobage peut corrtenir de la poudre de
1 fer ou des éléments d'alliages qui participant il l'élaboration de la soudure.
1
1
....
1
•
Lailier
---------..
INSTITfirA.
SOUDURe~
N( ........,. .."
Fig. J • SotHIllge
--------
". .
",
....
Ql'm I1fllC ilectroae woliN
..
2. LA SOURCE DE COURANT,
Caractéristique externe statique
La coractéristique externe stallque d'une source de
courant de soudage à l'électrode enrobée doit être
plongeante ou verticale. Ce"e caractéristique permet
d'obtenir une vitesse de fusion de l'électrode suFfisamment s1able pour un soudage manuel.
Intwf~ 1[A)
'-----L...----I~
i
i
Polarité
La séledion du type de courant et de la polarité du
courant conUnu doit se fuire en accord avec les condi·
tions d'emploi de "électrode enrobée, mentionnées
sur son emballage. Dons le cas ou un choix est pos.
sible, la polarité directe (. à l'éledrode) favorise la
pénétration, la po!orité inverse (+ il l'électrode) favorise le toux de dépot, et le couront ahernalif permet
de s'affranchir des effets de soufflage magnétique.
• Réglage de la source
Pour la majorité des sources, seul le régloge de l'Intensi1é de soudage est nécessaire. Les outres porcmètres de soudage (longueur d'arc et vitesse
d' ovance] sont de 10 responsabŒté du soudeur. La
tension d'ore est une conséquence de l'opération de
soudage et dépend essentiellement de la longueur
d'orc paur une intensité de soudage el une électrode
donnée.
Forme d'onde
Les sources de courant de soudage il l'électrode enrobée délivrent soit du courant ahernatlf sInusoïdal, soit
du courant dit «continu). Dans ce dernier cas, le courant peut être alternatif sinusoïdal redressé (monophasé ou triphasé), ou «continuconstanb pour les
sources à transistors.
Dons le cas des proclÎdés à fusion lente, et donc en
soudage il l'électrode enrobée, la différence entre les
générateurs de courant alternatif sinusoïdal redressé
et les générateurs de courant «continu constanb est
gommée par l'iner1îe de fusÎon de l'électrode. (es
derniers n'apportent pas un avantage significatif
pour ce procédé.
@Œ!lM 1999
GtNtRAnVRS POUR LE SOUDAGE À L'AltC AVEC tLECT1l0DE ENRoaÉt
3. TECHNOLOGIES DES SOURaS COURANTES
pês d'une commande il distance. Certains généro1eurs
intègrent même une régulation compenSllnt les Auclua·
fions de la tension du réseou d'alimenta1ion. Équipés
d'un pont redresseur, Ils représenten1 le meilleur compromis pour une utilisofion en o1eUer Ill(]is présentent,
de même que les transformateurs à shunt magnétique,
un encombrement important.
le transformateur est l'élément principal d'une
source de courant de soudage. Mais à la différence
des transformateurs classiques à caractéristique
plate, un transformateur de soudage à l'électrode
enrobée est conçu pour délivrer une caractéristique
externe shitique plongeante.
• Transformateur à shunt magnétique
les transformateurs à shunt mognétique génèrent
des fuites dans le circuit magnétiqull du transformateur pour réaliser cel1e coracléristique. le déplac&menf mécanique du shunt permet de régler l'intensité
de soudage en modifiant 10 pente de 10 caractéristique. Un réglage complémentaire par plols permet
sur certains généraleursla sélection de la voleur de la
tension il vide par modiflcotion du rapport de transformation du transformateur. (as sources présentent
un régloge mécanique continu incompatible avec une
rommande à distanre.
Transformateur «nacbeurll
les sources de technologie «hacheur> permettent de
réduire considérahlement l'ondulation du courant de
soudage, mais ce paramétre n'est pas essentiel en soudage à l'électrode enroblÎe (proClÎdé à fusion lente de
l'électrode). En revonche, elles sont idéoles pour une
utilisolion mixte soudage TIG, soudage êlettrode enrobée. Ces sources autorlsent un réglage précis de la tension de soudage, mois conservent un encombrement
important. Pour une uli1isotian réduite ou soudage à
l'électrode enrobée, seules les sourres de technologie
«onduleurl apportent un réel ovonloge.
1
Technologie «onduleurll
les sources de technologie «onduleurl permettent d'ob·
Itenir
une stabllilé de [auront exceptionnelle
surmai~
10ut de limiter l'encombrement de la source. Tout
d'abord considérées comme trop fragiles pour des applrcat/ons chantier, les progrès de conception et surtout, la
diminution du poids permis par cette technologie, leur
Rg. 3 - TrtllJmtmstlllll' à sIHmt mllgllBtIque moIJIIlt
donnent
de réels o1ouls pour tous les typ~ d'applica1
1 tian. Elles développent au maximum la facilité de mise
• Transformateur à thyristors
en œuvre du procédé de soudage à l'élec1rooe enrobée:
les Iransformoteu~ à thyristors présentent un réglage œrtaine~ ~ourc~ ne dépassent pas les S kg. Elles sont
continu sur la plage de courant délivrlÎe. 1~ offrent une d.onc Idéales pour I~ réparat/on~ et la maintenan<e sur
souplesse d'utili~ation apprét:ioble et peuvent être équi- 1 Sile.
GtNtRATEURS
t'on LE SOUDAGE À L'ARC AVEC ÉLEeTRODE EN1I.OBÉE
TKHNOlOGIE DES SOURCES COURANTES: AVAHTAGES ET INCONVÉNIENTS ·lJTIUSArIONS RECOMMANDÉES
1
1
AV1In'lgei
1
1
,
,
T,.normateur
à shunt magnifique
Solidité, Aabihté, simptl(i1é
Absence d'électronique
Faible coû!
1 Inconvénients Encombrement
1
1
TecboIogit
TechIoItgle
cHadMur»
1IQnd.1eur»
Commande il distance Volume très réduit
Régulation
Commande il dislonce
Très banne aptitude T1G Régulation
Très banne aptilude nG
Coblne de soudage
Atelier, chantier
TCablne de soudage
Alaller; chantier
t
Atelier
Réparation
•• _ . 1 - _ _ _ _ _ . _
Pas de commande à d'lSIance
Pas de régulotion
,
Utllsatlons
Utilisation occasionnelle
! rlcommandlÎes Cabine de soudage
L_
Trusforrnatellr
à thyristors
Soliditil, fiabil~é, ~lll]lIidlé
Maintenance aisée
(ammande il àlstance
Régulation possible
Faible coilt
Encombrement
--- .. _------
- - - - - _o.
Encombrement
Présence d'électronique
Présence d'électronique Coût
I
--_.----~------------------------
<rJ ŒnM 1999
GENmnrulls POlIR LE SOUDAGE À. l'ARC ArEC EuCnODI: ENROBEE
4.
1
DISPOSI11FS AUXILIAIRES
1
1
Option TIG
Le procédé de soudage Il l'arc ovec éledrode enrobée Il est possible de compléter une source pour soudage
demande peu de disposltih auxiliaires pour ronction- à l'électrode enrobâe ovec un boîtier de contrôle
ner. Certains générateurs proposent, par exemple, d:alimentation en gaz de protëction et un système
une commande à distance de l'intensité de soudage 1 damorçage pour obtenir une source de soudage avec
ou des afficheurs numériques, mais seuls les généra- . électrode réfractaire. En effet, la caractéristique
teurs de technologie à transistor proposent l'option 1 externe statique des sources des deux procédés est
anti-coUage.
1 identique: (()radéristîque plongeante ou venicale. le
! coffret additionnel est donc une alternative intéresSystème aoti-collage
! sante pour un atelier qIÂ possède déjil un équipement
Dans le,cas des sourc~ à I~tensité constante, Iléner-1 p~ur électrode enrobée et prévoit une utilisation
gle de 1 arc est apprOXImativement proportianneUe Il mIxte soudage HG, soudage électrode enrobée.
la longueur d' arc. Si cette longueur est main1enue [
c,~nstante par le soudeur, la vitesse de fusion de S. AVENIR
1electrode resle conslonle. En revanche, si le soudeur 1
diminue trop sa longueur d'arc, 10 fusion peut s'arrê- la technologie «onduleur», bien maîtrisée aujourter et l'électrode reste collée Il la pièce Il souder. Pour d'hui, apernis de révolutionner la mise en oeuvre du
limiter ce problème, les sources modernes proposent procédé en diminuant le poids d'une iostallolion comun~ oPtio~. anti-~onage qui produl1 une augmen- 1 piète mais ~e .d~v~loppem~t. futur de n~~~lIes
tatlon de 1 intensité de soudage en cas de longueur ; sources parait lImite: le procede de soudage a 1elecd'arc trop courte. Il est Il noter que les sources à 1 trode enrobée est un procédé Il fusion lente qui se
caractéristique tombante dassique intègrent ce fonc- co~tente parfaitement des sources d'ancienne génétionnement : l'intensité de soudage <Toit lorsque la ! ro1lOn.
tension d'orc diminue Id. fig. 2l.
1
Il
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1
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Rg. 4 • CtullCférist1que exleme 11tdÎfJlI'
lIertkolt IWIK optitln llllti-œIIttp
GtIllRATEURS POUR LE SOUDAGE
i
L"ARC AVEC ELECTRon! ENROBÉE
.
1
œ,i pub/katie!'s ŒTlM
v
sont disponibles
le CETIM D'Igonise
Soudage à l'ar< (tome 1) : généralités
des s:ages
Ouvrage 8D03
Soudage : connaitr., choisir, décider
Soudage à l'or< (tome 2) : procédés
avec électrodes enrobées
Ouvrage 8D04
,Jour S~ prt.cor9' ce; :vpptm: ~",:'!J r..,
Stage de deux jours oyant pour objectif de Iransmettre les connaissances pour choisir les procédés
de soudage adoptés, définir les spécifkotions leth·
niques...
~~tl;t.·,iA. '
le Service âtffusioli du (mM
Tél. : 03 4467 33 06 - Fox : 03 44 67 35 39
le département Mécanosoudage du (mM
CETIM • Etablissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35
Fax: 62 40 37 36 99
Des normes à connaÎtre
NF A 85 000 • Maléfiels pour soudage électrique ~
l'arc - Types et caractéristiques -Définirtons.
NF A 85-020 - Matériel de soudage électrique
~
l'orc . Source de courant - Vér~icotions et assois·
Relève de la coraclérisfique externe stlllique - Détermination du rendement et du facteur de puissance Essai de type.
.:'~risb'!
11'.'$ li !OlJsultez cms slléda/ki5
. et t'Grts aritesser
au déportement Mécanosoudage du (mM
(ETIM • Etaltlisseme.t de N.tes
Tél. :02 40 37 36 35
Fox: 02 40 37 36 99
FICHE CONSEIL
CETIM
m
es ê~scfr:lJes &m:'obées
do iype «rutila», co~rum­
.ment lIPllelées électrodes
ruji!~s ~lJ f'li~ de la prése:lce
d'une forte prupo!1ion ~'oxydes
de mCmG ('i1C 2) dbns l'eniOooga,
Gill des propriét~s de mise en
œuvre I:t d'emploi pnrtku!iers
qu'il iiTIp:>rte de bitHI connaifre
DC:J; ~!re en mesure d'effe(.uer
is meil:eur moil(.
rette r~che p~me sur des produi~
de nUi!llce (arbone mallganèse,
elle ne porte pas sur les électrodes lIusténniques rutilobasiques.
1. INTÉRÊT DES ÉLEORODES RUTIlES
Le princÎpal intérât des électrodes rutiles réside dans lelJ!' bonne manlabiIHé associée à une facilité d'amOfÇllge el une grOllde stabilité d'arc avec
des tensions de fonctionnement relctivement basses. (e comportement
facilite leur mise en œuvre par des soudeurs mGyennemenf formés, alors
que l'emploI des électrodes basiques, réservé en raison de meilleures propriétés mécaniques aux constructions les plus performantes, appelle une
qualification du soudeur, plus poussée.
En outre, l'électrode rutile courante offre plusieurs avantages:
- soudage en toutes positions, avec plus ou moins de restriction en verlicale descendante,
- pas d'étuvage obligatoire avant emploi,
-forme de cordon d'angle plutôt plate que bombée,
-enlèvement facile du lailler, réduÎsant notablement les opérations de nettoyage et de parachèvement
- possibilité d'miliser le courant alternatif SO Hz avec une tension à vide
relativement réduite, jusqu'à 45 V,
- moindre coût d'approvisionnement.
En modifiant la composltlan et l'épaisseur de l'enrobage, les fabricants
proposent également des électrodes ruffles spéciales offrant des propriétés
particulières telles que:
. formes de soudure d'angle franchement concaves recherchées pour l'esthétique et la tenue en fatigue,
- rendements élevés pour une forle productivité,
. plus de facilité d'exécution dons la posi1ion verticale descendante.
INSmUT~
DE
SOUDURE
2. IDENTIFICATION
Le type de l'enrobage es1 porté dans les désignations
établies pour la classification des électrodes.
• Selon l'ancienne norme française A81-309 :
normal~es
ŒI:QIIII[]
...
Symboles relalifs ou type d:enrobage
R rutile d'épaisseur moyenne
RR rulile d'épaisseur forle
3. PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES
• Caractéristiques de traction
Les éledrodes courantes sanl dassées en E38 selon
EN499, ce qui garantie lIIIe limite d'élasticité minimale de 380 N/mm 2 et une charge de rupture comprise entre 470 et 600 N/mm 2. On peut donc a priori
envisager leur emploi jusqu'aux aciers S355.
Généralement les éledrodes à haut rendement (RRl
sont situées dans 10 classe supérieure E42 gorantlsSllllt une limIte d'élaslkilé minimola de 420 N/mm 2•
Selon la nouvelle norme européenne NF EN 499
[IOO]I]
• Caractéristiques de ténacité (résilience)
...
Symboles relalifs au type d'elVobage
'C ;~lIle d'époi~~~'~oyenn-; RC rutile comportant une plus forte
quantité de cellulose pour fovori5er la
positian verticale descendante.
RR rutile d'épaisseu! forte.
• Selon l'AWS AS-l·Bl
Les électrodes rutiles correspondem aux désignations
suivantes :
- E6013 pour les électrodes rourantes utilisables dans
toutes les posîHans,
- E7024 pour les éledrodes il haut rendement utdisables li plat et en gouttière.
(Q(EnM 1999
('est en ténacité évaluée par la résis10lKe il 10 flexion
par choc que les électrodes rutiles présentent des performalKes plus hmitées. Les fabricants ne garantissent (ourammentl'énargie de rupture mayenne de
47 J prévue pOl' la norme EN 499 qu' à0 o( et exceplionnellement à -20 oc. (es données restreignent
considérablement leur emploi pour des construdions
soumises à des imposilions de résilience.
RelM"flIe
Un traitement thermique après soudage, de relaxation, réduirait encore ces performances en provoquon1 une remontée sensible de la température de
transition des résihences. Il est donc fortement déconseillé.
INTÉRÊT ET DOMAINE l>'E1'4PLOI DES ELBCTRonu RumES
4.
RISQUE DE FISSURATION À FROID
l 'inconv~niem majeur des électrodes ru~les à l'égilrd
des acie~ quelque peu trempants es! Jo forte quanmé
d'hydrogène qu'elles impliquent dons le processus de
soudage, qui peut produire de grllVes désordres de
fissuration ou cours du refroidissemenl de l'IlSSemblage, en zoneaHec1ée thermiquemenl (ZAT) ou en
zone fondue.
Les toux d'hydrogène diffusible à la tempéro1ure
ambiame som de l'ordre de 20 mV100 g de métal
fondu pour généralement moins de 5ml pour une
électrodeà enrobage basique.
c. paromèlre ",,, au maximum, le "que de '.uration est par ailleurs d'autanl plus grand que:
- l'acier est trempant ( %de carbone et de monganèse élevés),
- l'épaisseur à souder est forte,
- l'énergie de soudage est faible,
- le bridage du retrait de l'assemblage est fort.
En envisageant le soudage sans préchauffage, le
risque de fissuration peut être décrit sous les trois
formes suivantes:
- lissuroHon sous cordon
-fissuration en ZAT
- fissuration en zone fondue.
4.1 ~ fissuration sous cordon
Une microfissurotion sous cordon peut se produire en
l'absence d'entaille et de bridage externe dons la
IlAr d'un simple cordon déposé sur une tôle d'acier
EJ6 ou SJ55 dès que la condition limite suivante est
dépassée:
_corbone équivalent: (+ Mn/6 = 0,40
• .
-epmsseur
: e = 20 mm
. . d d . ]0 kJ/ (9 J 21
-energle esou. age.
cm
,
1 -temps de refrOietmement (Tr 800-500) : 4s
1
L-.
!L
ç:::;>
1
)
. . . .
4.2- Fissuration en lAT
4.3- Fissuration 8ft Ione fondue
(as de la première passe d'une soudure bout il bout
il retrait transversal bridé au d'un rond traversanI
Si l'acier n' esf que faiblement trempant el que
l'épaisseur res1e forte ou l'énergie faible, la fissuro·
fion peut se produire en Ione fondue.
une plaque.
La fissuration peut se produire pour les nuances Ma,
E36, S355JO et S355N dès que le bridage est sévère
lcourte largeur Il, en fonction de l'épaisseur et de 1
l'énergie de soudage.
'
1
1
1
1
1
(as d'une soudure d'angle en une passe, quond la
rotation de l'âme est entravée.
La fissuration peut se produire sous les mêmes
influences mois pour des épaisseurs plus fortes du fai1
d'un brida egilnéralemenl moins sévère.
~l
1
~(mM
1999 .
Pour les mêmes raisons le risque existe également
en soudage d'angle, mais il un degré moindre.
I~I
RetJHUques
1 L'étuvage des électrodes, qu'on peut eX<Bptionnelle·
: ment effectuer il 100 oc pour les électrodes couranles e1 il 175 O( pOUl' les électrodes à heut rendement en cas d'une humidité ambiante très élevée
entraînant la formalîon de soufflures, ne réduil en
rien le taux d'hydrogène qui est en grQllde partie dû
à 10 présence de cellulose dans "enrobage.
Bien évidemmen1, l'application d'un préchauffage,
voIre d'un postchauffage, permettrait de contenir le
risque de fissuration, mais cette pratique onéreuse
n'est pos souhaitée sur les constructions (oncernées
par "emploi des électrodes rutiles.
:~ÉRÊ'l' :r noMAmF D'tMPLOI :lU WCTl1.00l:S RUTILES
5. DOMAINE D'EMPLOI DES ÉLECTRODES RUTILES
Il est limilé d'une pan, par les caractéristiques mécaniques des éledrodes èJ un certain
nombre de nuances d'aciers, et d'aulTe part du fa~ du risque de fissuration li froid aux
faibles épaisseurs dans une limite supérieure dépendant de la trempabili!é de 10 nuance
et de l'énergie de soudage.
NUANCES ET QUALITÉS D'ACIER PEUmANT L'EMPLOI DES ÉLECTRODES RUTILES
Normes
de référen(e
Nuances
Qualités (1)
Ancienne A36 205
NF EN 10028-2 - et 3
An denne A35 501
NF EN 10025
NFEN 10113
A37 -M2 -M8
P235 . P265 . P295 . P355
E24 - E28 . E36
GH
L-.
S235 - S275 . S355
S275· S355
CP
2et 3
JQ
Quatrtjs
(2)
AP
1
N
E24-4 et E28-4 1
J2
NouM
1
cc
Si l'éleclrode fi des gamn1ies de résmenœ d 0 (êllldlOOes WOOInles)
121 Si l'électrode ades gomn1ies de résilience li - 2D cC
III
EPAISSEURS L1MITIS ET ŒNERGIES MINIMALES CONSEILLŒS
POUR L'EMPLOI DES ÉLEaRODES RUTILES SANS PRÉCHAUFFAGE
Cas de la première passe sur assemblage bridé
Nuances
d'Ilder
A4S - E36
5355N
A42· E28
5265
AsHmblagls bout à bout bI/dis
hstlllllllps d'.p.
Epaisseur max.
Energie min. III
fpaksoor max. (1)
Energia min. m
15mm
10mm
20 mm
15 kJ/lm
13 kJ/lm
20 kJ/cm
30 mm
12,5kJ/(m
(Qllrge da 41
10 k1/cm
30 mm
(gorgo de JI
III L'énergie minimale est ici llSSociée 6l'épaisseur maxlmole ; elle peut êtm droYluée dons kJ mesure 00
121
~
(mM 1999
. l'épaisseur est rêduita.
Cette épaisseur peut I!lre .~nsidérée romme l'époi~ur maximae paur toute hllme de mise en œuVle.
INTWT ET DOll4A1Ug D'EMPLOI DES UECTRODBS RUTILES
1
1
des p,thlkaC'ions CElIM
s&:û8 disponibles
baluaUon des limites d'emplol des produits d'apport à forte teneur en hydrogène diHusible sur les aciers (-Mn classiques et modernes
Etude l B0720 . avril 1994
Rapport IS n° 28851 . 36 pages
Etude de l'amélioratIon des formes des
soudures d'angle pouvant être apportées par un soudeur normalement formé
en vue d'une meilleure tenue à la
tatlgue
Elude 112000 Partie F· mai 1993
Roppor1IS n° 28659 - 44 pages
f'1)Ilf' se pr<x:urer œ
rapports d'éf/Jtfe,
contacter
le service diHusion du (mM
Tél. :03 44 67 33 06 . Fox: 03 44 67 35 39
(e logiciel permet de caÎeuler la température de préchauffage à partir de l'analyse chimique, de la géométrie d'assemblage et l'hydrogène diffusible du produit
d'apport.
•
.
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. fi
sil
il'
P
l
Il
.0
au département Mécanosoudage du aTlM
(ETIM - Etablissement de Nantes
Tél. : D2 40 37 36 35 • Fax: 02 40 37 36 99
le CETiM organise
des stages
Soudage: connm')re, choisir, décider
Stage de deux jours ayant pour objectif de Ironsmettre les connaissances pour choisir les procédés
de soudage adoptés, définir les spécifications techniques...
Réabsation pratique des soudures
soumIses à la fallgue
Stage de deux jours destiné aux rasponsables
d'atelier ayant pour objectif da transmettre et
montrer les bonnes pratiques opératoires pour
atteindre la qualité supérieure.
1'oar tout ref15eignemenf concernDnf C2 s'u:ge,
contacter
le départemeltl Mé(1lnosoudage du (ETIM
(ETIM - Etablissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35 • Fax: 02 40 37 36 99
Des normes à connaÎtre
Nf EN 499- Produits consommables pour le soudage -électrodes enrobées pour le soudage manuel
à l'ore des aciers non alliés at des aciers à grain fin.
Clossificolion.
D
"
i.·.
=:. 1 1. INTÉRÊT DES FILS FOURRÉS DE TYPE RUTILE
~:' 1,.[;~n~~1• le plus grand inté~t des fils rutiles par rapp~rt aux autres fils
'.'~: -".~ '~, '1
'.~', Il ."
: j, ", '
~.iJ~ le., .~: Ir..SSl.t
~.::t:.l!P., q~" ;J~C~.t.:L I,e ~mt.l.cr :J~~~J
. t if.t!p..El?Ot,[3!
""Siv,li, :;;;f C J;l~ ~
"::i(l~ ,rjP, .r!~(Jij(l TI, ~}'
~~t ,,~ :~i~1:~.iTI~'I.l!S~ O~'lI'l.{t;:e5 !l1G.I"
.. ;Je5 ':J. ICr..• ~UI I!l,,,,r,,.,
~:;u:~ ~:c~:'i~f~ h~ ~'}Jve!l~ e:, I!U,;;ll cr::,
6fi~ !1,ssi;ni}a~s ~ ~.\ll~ll ~:s .~,i~~':~~~
eihol'69S ::w m"Il,,) type
ç;J'!, , .... :e
~'!i\!:'rltlJ~1~ ~~:c!.iOr;es:. S.1.'!'tr~~~' \113
~l:rfll~~;~~ . !ir,~~iees r~~I:'.::~~'lJ~I!:Ui'
/lox'];n;, il UIll~(~I~/I (;Clt Il.h,, Il ~..
:Is ont h6.~;ir:é de (;éVJl!J~~eiï ...!lIs
i5œnis 'ill? ~a:m~tt&rr? M'ilrie:lc,nl ~' :li!uis!:Qer leu. ::mp:rJ; Slli :'anse~î:i!: Jas
r.(:~rs ~e :!!nslr:;~iicn !;'if, ':i1~'3~ ei ,',
~jQli'!~ m'S.
fourrés avec protection gazeuse des types baSIque ou fourré de
poudres métalliques (sans Aux). est de permettre de plus grands
toux de dépôt dans 10 position verticale montanfe en raison d'une
tempérahJre de fusÎon du laitier élevée, ~ui permet d'uliIÎS~~ de
plus fortes intensités. il est en effet poSSIble dans cette pOSitIon,
1 pour un soudeur normolement formé, de dépasser largement
200 ~ ~ur un ,fil de 1,2 mm de diamètre pour atteindre des taux
de depot de 1 OI'dre de 3,5 kglh.
Plus généralement, les fils fourrés rutiles bénéficient d'une plus
large ~age de réglages où le transfert dons 1'01'( s'effectue par
pulvérisation oxiale, assurant une fuslon plus douce avec un arc
stable et peu de projections. Ce régime peut même âtre conservé
i en verticale monlonte.
1 L'aspect des cordons d'ongle déposés dans les pos~ions PB (à
plol) ou PA (en gouttière) est pl~1 et Ii~e,.~ans que la fo~~ation
1 de raytlns aux raccordements salt partICuherement favonsee.
'1
"
'1
!
1
1
1
1
1
1
1
1
INSTITurê
DE,
SOUOUR~
2. IDEN11FICA110N
3. MISE EN ŒUVRE
Alors que l'andenne norme A81 350 ne distinguait
pas des types de garnissage dans sa classification, la
nouvelle norme NF EN 758 permet de les reconnaîlre.
(02 au
T 142 3 1
1
Eyenlueliement, symbole de tomposillon chimique indlquonl l'addItion de nickel ou de
mo~bdène.
R• bole rulile, oyec protection gazeuse, loit~r
li Slliidificatian lenle
odapté au Slludage à
plat.
P. base rutile, OYet pro·
ledion gazeuse, lamer
à Slliidilicatian rapide
permetlanlle Slludage
en Ioule posl~on.
~ AWS AS-20 distingue égalemenlles fi~ fourrés
rutiles dans sa c1assificalion
Fik fourrés
Posi~on de soudage:
0- li plat seulemenl
1. toutes pos!tlons
@crnloll991
t· flIs rutl1e.s, ayec protection
gazeuse, adaptlls au soudage mullipasses.
2· fils futiles, ayec protection
gazeuse, adaptés au soudage en une seule passe.
Les fils rutiles sonl utilisables avec une praledion par
par un mélange Ar-C0 2 de type 80-20. Taule·
lois le (02, par san plus grand pouvoir oxydant,
réduit les teneurs en C, Mn, Si du mélal déposé el par
conséquent les carocléristlques de Iradion Rm et Re,
et aussi les résiliences. auand on compte sur les
meilleures performances annoncées, il rouI suivre les
indications du fabricant qui a mis au poinlle produit
pour un gaz donné, généralement un mélange argon
et (02'
L'utllisatiOll d'un couranl pulsé n'amétlore pas parti·
culièrement la maniabilité d'un fillourré rutile, ni ses
performances en verticale monlante.
s. RISQUE DE FISSURATION À FROID
4. PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES D'EMPLOI
la gamme des fils fourrés rutiles maintenant propasée pour le ~udage des aciers non alliés, qui inclut
des ftls foiblement alliés ou nickel (0,6 à 1,2%) es1
adoptée il l'ensemble des nuances et qualités de œs
aciers.
1
Caractéristiques de tradlon
Selon l'EN 758, la gomme s'étend sur les 3 classes,
T42, T46 e1 T50. Elle permet donc d'envisager le soudage des aCÎe~ de Re s 460 N/mm 2.
TénacÎté en terme d'énergie de rupture à
l'essai de flexÎon par choc
l'énergie de 47 J prévue par la norme EN 758 est
garantie par les fabricanls sur la base des essais
conventionnels sur moule aux températures suivantes :
-à - 20 o( ou à -30 oC pour les fils courants;
Ex: T42.2 T42.3
- il - 40 O( voire il - 50 O( pour les fils modernes
miuoolliés au titane-bore.
Ex: T46.4 1 Ni ou T50.5 1 Ni
Remarque - les fils rutiles couran~ donnent lieu il
une forte remonlée de 10 température de transl1lon
de résilience après traitement thermique de relaxation (baisse de résiliences). leur emploi est donc
déconseillé en cas de traitement thermique après
soudage (ITAS) obligatoire. Toutefois, les derniers
développemen~ des fils ont permis par l'ajustement
de la composition chimique rrne des dépôts, d'améliorer mnsidérablement ce comportement, si bien
qu'avec ces nouveaux fils le traîrement peut maintenant être envisagé.
<l:)(!lllII99I
1
1
L'évolution mns1anle dont ont bénéficié les fils fourrés rutiles en ma1ière de réduction de l'hydrogène
diHusible, aboulit à une plage de taux qui s'étend
dans les limites suivantes:
• Niveau bllS pour les meilleurs fils :
2,5 mlll 00 9de métel fondu
ou 3,2 mf/100 9 de métal déposé.
• Niveau haut
5,0 mf/100 9 de métal fondu
ou 6,0 mVl Q(J gde métal déposé.
Le niveau bas satisfoitles exigences de la classe H5
(inférieur il 5 ml sur mélal déposé) de 10 norme EN
758. Il permet le ~udage des aciers (-Mn obtenus
par une normalisalion finale, jusqu'à la nuance
S420 N, dans les meilleures conditions avec des températures de préchauffage et entre passes réduites.
Il permat également le soudage des aciers bas carbone obtenus par laminage thermomécanique, jusqu'à la nuance S460M, sans aucun préchouffage.
Le niveau haut, trop élevé pour demeurer en classa
H5, se situe dans la dosse Hl 0, mais près de la limite
Inférieure.
Pour conserver des conditians de soudage peu
contraignantes, on limitera l'emploi des fils de
niveau haut aux aciers (-Mn jusqu'à la nuance
S355N (ou E36, A52) et d'épaisseur max 40 mm. (e
niveau n'es1 pllS non plus adopté aux aciers à bas
carbone de type thermo-mécanique quand on veut
bénéficier pleinement de "ovantage du soudage
sans préchauHage en raison du risque de fissurotion
en zone fondue.
Remarque - Les taux d'hydrogène les plus bas ne
sont assurés qu'ovec des longueurs de fil sorti suHisomment importnnles, soil ovec une distance tube
contact·pièce de l'ordre de 15 à 20 mm.
6. DOMAINE D'EMPLOI DES ÉLECTRODES RUTILES
Il est défini d'une port, par les caradéristiques mécaniques annoncées qui, contrôlées sur assemblage, doivent
être au moins égales à celles spé!ifiées du métal de base, et d'autre part, pllr le laux d'hydrogène mis en jeu
en regard des teneurs en carbone et manganèse de l'oder à souder et du risque de fissuration à froid qui en
résulte.
NUANCES ET QUALITÉS D'ACIER POUVANT ÊTRE SOUDÉES
AVEC DES FILS FOURRÉS RUTIliS
R-
-.--.-.
Nuances d'acier
E24· E28
E36
EN 10025
1
1 10113·2
1 10113·3
sm -sm -sm
5215 . sm .mo -S460
5215 - sm -5420 -5460
Ancienne
: EN 10028-2
EN 10028-3
.,i
1
Ancienne
A35
501
1
1 A36205
Quahtis perme"ant l'emploi
1
des fils fourrés rutiles
1
madernes (2). (J)
courants (l)
2·3·4
2-3
Toutes qualilés
de JR à K2
4
N
~L
M
ML
A42 -M8 -A52
cp· AP
FP
pm . P265 - P295 - P355
GH
P275 - P355 - P460
N-NH
HU . Nl2
donlles résiliences sonl garanties {] . 20 O(
dont les résiliences sonl garnntillS il . 40 0 ( el- SOO(
(3) Si un TTAS est requis, s'assurer que la gamntie de résilien<e es! COnselvée après Iroilement.
(1)
(2)
© CETIM 1999
!
1
1,
it
ÉPAlSSéURS UMITES ET ÉNERGIES MINIMALES CONSEillÉES
POUR L'EMPLOI DES fiLS RU11lES SANS PRÉCHAUFFAGE
Cas de la prtlllâre passe lUI' a5tIlYIIgt brid6
4u RI
1
1
1
Niveau bas
12,5/3,6 ml/lOOg
Oualilé H5
1
1
Assemblages bout à
boit bridés
Epaisseur
Energie
1l1CII.
min.
Naanus d'.ôer
à souder
Hydrogène
Assemblages d'MgIe
Epcisselr
IllGL
Energie
M.
E28 - ms
M2 - P265 - P275
S.R. (l)
S.R. (1)
S.R. (1)
S.1l (1)
E36 -S355N • S420N
A48· A52
P355GH - P355N
30 mm (2)
8Id/cm
S.R. (1)
S.R. (1)
S355M -S420M- S460
S.R. (l)
~R.
(])
S.R. (1)
S.R. (1)
E2B -S275
M2 - P265 • P275
S.R. (l)
S.R. (1)
S.R. III
S.R. (11
E36 -5355N (3)
2Dmm
A4B - A52 (3)
15 nvn
13 kJ/cm
20 mm
P355GH - P3S5N (3)
10mm
11 kJ/cm
15mm
1
1
Niveau haut
5,6 ml/lOOg
17 Id/cm (4) 30 mm (5)
-
12,5 Id/cm
gorge de 5
11 kJ/cm
gorge de 4,5
7 kJ/cm
gorge de 4
Il) SIlI\S reslridion, an obseIvont les
pratiques CDurontes
(21 Au-delà de 30 min, prédlouffer il 100 o(
(31 l'énergie rrVnimOOl cOlISeiNée pour ces oders est associée ~ une épaisseur, ale diminue qoond "époisseur
mêes
dimillle. (es données sont
polK une rompositioo moyenna ( + 1M/6 = O,4û
(4) Si l'énergie milimole ne peut être assurée, et oo-del6 de 20 mm, précliOlAier ~ 125 oc.
(5) Si l'énergie milimale ne peut Aira assurée, et au-delô de 30 mm, préchauffer il 100 oc.
R8IIIIIf'fW -POlIr une déterrrjnotion précise de conditions de plé- et postrhoufloge en silootion de 1ire passe,
utiliser le logiciel OPTlSOUO 420.
TEMPÉRATURES EIfTRE PAms CONSEillÉES
POUR LE SOUDAGE MULTIPASSES
1---------
- - NIveal d'hrd~èIIe flu nl-'
NUII1C1s d'ader
1
Au·delà de 35 mm, pour le re ~pliSSClge des [ha~- 1
E28 • 5275 • A42
freins, il es! prudent de veiller a ce que 10 lemperalure de l'assemblage ne des< ende pas au-des- 1E36 - S355N • 5355GH - P35SN
S35SM· 5420M • S460M
sous des valeu~ o-<ontre.
l
nntûT ET DOIWNI D'il4PLOI DIS m.s FO
75 oc
bout!
100 oc
100 oC
125 oC
75 oC
non uliMsable
bDS
--- -
,
1
J
~
relJonldr
des publications CETIM
sont disponibles
f r
Evaluatian des hmites d'emploi des produits d'apport à forte teneur en hydrogène diHusible sur les aders C-Mn dasslques et modernes
Etude 180720 - avril 1994
Rapport IS n° 28851 - 36 pages
Etude des conséquences de l'exposItIon
des flls fourrés à l'humidité atmosphérique sur leur teneur en hydrogène ditfusible
Bude 180710 - octobre 1993
Rapport IS n° 28715· 18 pages
~·.~-r S~ ~:-.'i(~:::J' œ; ."'!tf-·'I--;::: .t'-,:.:·:~i~
Je CETlM organise
des stages
• Soudage: connaTtre, choisir, décider
Stage de deux jours ayant pour objectif de transmettre les conncissonces pour choisir les procédés
de soudage adoptés, définir les spécifications techniques...
J'
l"
le département MécDllDsoudage du <mM
<mM - Etabllssement de Hantes
T2I. : 02 4ll 37 36 35 . Ful( : 02 40 37 36 99
.
"',,:~.~:J(
le service d"dfusiDn du (ETtM
Tél. : 03 44 67 33 06 - Fox : 03 44 67 35 39
Des normes à connaître
NF EN 758 - Produits consommables pour le soudage -Fils fourrés pour le soudage ~ "ore avec ou
sons protection gazeuse des aciers non alliés et à
groins fins . Oossiflcolion.
<l:imlM 1999
(e logiciel permet de rotculer la lempéralure de préchauffage à partir de l'analyse chimique, de la géométrie d'assemblage et l'hydrogène diffusible du produit
d'apport.
r-t:.,
~fl.''''~ ;.:;J: .. '[I§::!'8:, ,1rr;; ~ .:ans'J[tln
.i)~";;r}is;6; ,,-: (i ·f·J,i.ç J";.11$$~"
au lIépartement Mécanosoudage du CETIM
(ElIM - Etablissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35 - Fox: 02 40 37 36 99
CHOIX DU PRODUiT D'APPORT
POUR LE SOUDAGE DES ACIERS C Mn
BASES DU CHOIX
U·
suellement on postule que 10 r~istnnce d'une SOli"
. •dure doit être ou moins égale fi celle du métal de
base. La réglementotion précise généralement celle
notion en stipulant que les caractéristiques mécaniques
du métal déposé doivent être ou moins égales il celles
garanties du métol de base. POUT la construction mélu~
lique, le fascicule n° 66 du mG précise notamment
que !illimite d'élasticité du métal d'apport doit iltre ou
moins égale à celle du mélol de base Cette insistllnce
se justifie par la fait que ln limite d'élasticité est la
valeur da référence retenue dons les calculs de résistance des structures en construction métallique.
Pour les récipients fi pression, la voleur de référence est
soit la résistance à la traction (Rml pour le calcul fi la
tempéroture ambionta, soit la limite d'élasticité fi une
tempémture donnée pour le calcul àcette température.
En oulTe, l'mrêtil du 24 mors 1978 (arlicle 7) admet
que !il soudure puisse présenter une résistonce plus
faible que le métal de base mais que dans ce cos ce
sont les caractéristiques da traction en fravers du joint
qui sont prises en compte pour la déterminalion des
dimensions du récipient.
En plus de ces données essentielles, viennent s'ajouter
des considéralions annexes relatives ou procédé de
soudage et son rendement, fila position de soudage,
ainsi qU'à la quanlité d'hydrogène impliquée fi l'égard
du risque de flSSurolion fi froid.
INSTITUT"
souDuN:
Sur la base des caractérisliques garanties du métol de
base sait Rm, Re, A%et l'énergie de rupture par cnac
sur barreau entaillé (rési~ence), le choix est d'abord fait
ou moyen des caractéristiques du produit annoncées par
le catologue du fournisseur, qui figurent dons la dês~no·
tian du produit. Elles sont déterminées nors dilution sur
moule selon un mode opératoire normalISé; ce sont des
données conventionnelles liées fi ce mode opératoire.
En cos de construction soumise à la réglementation ou fi
une spocificalion acceptée par le constructeur, celui-{j
do~ ensuite npporter la preuve de la compatibilité du produit d'apport. en vérifiant les cafocléristiques mécaniques sur assemblage dons les conditions prévues pour
la construclion, c'est l'objet de la qualification du mode
opératoire de soudage.
Le cnoix initial doit donc tenir compte des conditions de
soudage prévues.
2 • DÉSIGNATION
DES PRODUITS D'APPORi
La normalisation européenne désigne maintenant tous
les produits d'appert selon une même classification corn·
portont un érnelonnement assez serré, de 5 voleurs de
limites d'êlostidté garanties entre 355 et 500 N/mm 2,
de Bniveaux de qualité définis por 7températures d'es·
sois pour une énergie de rupture de 47 Joules.
~ étendue de la claSsification couvre totalement celle des
aciers non alliés.
CONNEES PRATIQUES EN SO'lICAGE
\..
~~
CHoITll lCCHHtGUE
IfoiOVSl2J'S
DE.)
MfCAHlOUt~
III
Symbole de la résistance et de l'aUongement du métal fondu (EN 499, EN 440, EN 758)
Symbole
_._.
Umite d'élostldlé min
A~ongemeot mlniraof
RésislCll\(e à la fnIàlon!
(N/mm')
,
i
(N/mm'}
(%)
.---- --------355---1----· 44Ô~7ii-·----·-1---·--22--·-
35
.~~~~~~~~~=~~i~~==!~~:~~I~~~!~====~I=:---J==~-=
i
. 50
500
560-720'
18
Symbole de la résistance à la flexion par choc du métal fondu (EN 499, EN 440, EN 758)
i--t-I -~ +-:~o-'I!'-:~oi.~ I--·~-i
r8mpémhJleœ:~~~~ôun8ênergle I-'-~-'+-;~o
de rupllJre en flexion par cboc moyenne
1 d'8XJgef1(S
minimale de 47 Joules!
(°0
1
Symbole
3.'
.
produits d'apporr---
3e
;
1
1
i
il:
,
;:
1
12
!
1
50
-l<i
ProdUAI Il'OPPOfT (. { [éiEarodes elllooées
GMAG fi~ ITIIlISfl
1 fils fourrés
Caradéristique5 de résistance à la flexion par choc spédfiées comparées à celles des aders de canslnJdian
·60·
·50"
27 J
• 40·
31 J
. 30·
40J
• 20·
. 10·
• O·
40J
1
47 J
43 J
47 J
+ 20"
Nou M
SSJ
1
51 J
Métal de base
60 J
SS J
1
47 J
47 J
S460
Produits d'apport C • Mn
A
0
V
E·G·T
- - - - - - - -.. 2
47J
47 J
~;,.
5275
à
NL ou ML
1
47 J
(
1
3
____
_
__ 4
47 J
47 J
i
symbole
CHOIX DU PRODUIT D'APPORT POUR LE SOUDAGE DES ACIERS C Mn
~(lJ1M
1001
m
~
qu'il n'existe pratiquement pas de produits d'ooe classe
inférieure à 38, soit d'une limite d'élasticité inférieure à
380 N/mm 2.
Classas de réslsttlnœ génèrolement offertes par les produits d'OIlport courants.
Courbes de Irordon
Les courbes de l'essai de hamon des dépôts réalisés avec
les produits d'apport présentent un rapport limite d'élasticité sur charge de rupture (RejRm) netrement plus
élevé que celui du mâtel de base à "état normalisé.
En conséquence lorsljue le choix inilial est fait 0portir des
chorges de rupture (Rm), la 6mite d'élasticité (Re) du pr~
duit d'apport est alors de faij, surabondant. Par contre,
lorsqu'on préfère le choix à partir des limites d'élasticité
(Re), il faut s'assurer que la chorge de rupture minimale
garan~e du métal d'apport est suffisante, sans quoi on est
conduit à (ho~ir une limite d'élasticité plus élevée.
Électrodes rutiles
Électrodes basiques
MAG ft~ massifs
Fils fourres avec gaz
E38
E38· E42 . E46
G42 . G46
T42 -T46 -T50
Exemple de cItoix
R
. __-..Rm..-_._~~.:.'~__ ~_.
V
F-~ Il",~
1.
1
_ .....
1
. "\
• : E35 Slifoit svffisont, mois (8 type de ptodvit est (Dlement pUr
(~_F
.
• Re Métal de base
posé fX11les fabrKanls.
H
:
des duHges de wp/lJ19 garanties pour Je m61ll/ de
base et le métrJ{ d'oppOlf.
8n fonction
Il convient cependant de veiller à choisir le métol d'apport
en adéquation avec le métal de base. Il n'y aaucoo iltérêt
à choisir un méttll d'apport dont les coracléris~es méat
niques semienl trop élo~nées de œ~es du méfœ de bose.
E
~ Limrles
d'élasticité des depôh:
Les compositions chimiques des produits d'apport, essentiellement les teneurs en carbone (Cl, manganèse (Mn),
si!i[Ïum (Si), sont ajustées pour obtenir un compromis
entre différents comportements. ~lIes conduisent de fait,
à des limites d' âlas~dtés relativement élevées, si bien
4 • NÉCESSITÉ D'''NE VALIDATION
DU MODE OPERATOIRE
DI: SOUDAGE
Les roroctérisffquas du métel déposé dépendent doos une
certoine mesure des conditions de soudage, notamment de
la: tampéroture entre passes et de l'énergie de soudage.
Elles pelNent donc différer des caractéristiques données
pour le produit, lesquelles sont obtenues hors diluMn avec
CHOIX DU PRODUIT D'APPORT POUR LE SOUDAGE DES ACIERS C Mn
~(f!lll2001
ID
des conditions plus ou moins définies par les normes, dont
unetempéroture entre passes pouvant atteindre 250°C.
, • ~~n~Œ EN 'tOM TE D'UN lTAS
On refiendro que 10 résislnnce d'un dépôt mulfiposses
diminue quand la température entTe passes ou l'énergie
de soudage augmente. Les ordres de grondeur de l'évlT
lution sont les suivants :
de relaxafion pour les aciers (-Mn, modifie les coroeléristiques méconiques déterminées d l'étot brut de soudage.
Il entraîne une baisse de Re et Rm de l'ordre de 2 à 7%
ModHllalion 1 Influellce sur III i IBRume sur III
des parlllllèlTes ·1·limi1t c1'èlasticité; rhorge de rupture
de sOlldoge
(lle)!
IRm)
..·----·---···--·;·--·-----·..·...-1-..··-----... -·---
i COOle de 100 MPo
~oIlre
I1lerposses possllnt ;
de 20 ~ 300'(
-;--
.....__ !:_..
. 0nI!& de 50 Ml'o
i
....__...;__~.
.___
Un traitement Ihermique oprès soudage, généralement
selon la tempéroture et la durée du traitement, ainsi
qu'une évolution posi~ve ou négative de la résilience.
(ette évolufion doit être onticipée lors du choix initial. Les
fournisseurs peuvent apporter des assurances ou même
des données sur la tenue de leur produit.
7 CAS ES SOUDUIHlS D'ANGLE
N
t~ de sooXIll8 i COOle de 80 MPo 1 CItJte de 50 MPa
"
_.
,.
•
IIIJl1II8I1IonI de 6 i
i
1 La règle degarlté de reslstonce ne sapplique pas forre~ 25 ki/an
1
ment aux soudures d'angle, oons 10 mesure où une infè•
. •
riorité du métol d'apport peut être compensée pm une
En outre le melnl de base dilue lors du soudage augmenta
A"" d d l ' rtu... A; "1 t t t' f
. h'
sta.llon esou ure pus Impo nlC_IIII1SJ,1 es ou a a
• 1fo d (
1a teneur en arrbone en méto n u. et ennc ISSement
.
bl d ud d . Hlf
d
d ....
-. - de
.
enVIsagea e esa er es aoers
avec es pro UlI)
entroine un aecrolSsement des coroclénsliques tradlan. d'opp art ( -Mnen augmen tont d' OUIIllI
"'~11o gorge desou·
Oes évolutions se produisent également pour la résilience, dure.
mois elles sont dovontoge influencées par l'architecture
même de la soudure selon la disposifion des passes.
i
ft'
Le taux de dépôt en g/min étant directement lié à l'in'
tensité du couront de soudage, les plus grands toux sont
donnés par les plus fortes intensités qui sont ossociées :
Elle ne prévoit que des essais de tToction transversale qui
ne permettent que de contrôler une résistonœ d la traction, loqueIle ne doit pos êlre inférieure à la voleur minimale spécifiée du mélnl de base. (es essais ne permettent pas de contTlllerlo ~mite d'élostidlé du mélnl fondu,
comme le spécifie la plupart des codes de construction ou
l'AQUAP pour les épaisseurs supérieures à 20 mm. Il fout
olors prévoir en plus, un essai de tToction longitudinal SUI
éprouvette cylindrique prélevée en zone fondue.
- générolement aux plus forts diamêtTes, cos des praœdés sous flux, MAG, fils fourrés, et électrodes enrobées,
- à des procédés ou produit5 spécioux,
- aux électrodes à haut rendement, 150 ou 200 %,
dont l'enrobage épais contient de la poudre de fer,
- au soudage MAG à très forte densité de courant ou bifils.
.
Les forts toux de dépôt ne sont envisageables qu'en soudage à plot, car les positions de soudage vertical ou en
corniche impliquent nécessairement de foibles intensités.
CHOIX DU PRODUIT D'APPORT POUR LE SOUDAGE DES ACIERS C Mn
DI
Cû • ~'Lttn$Œ m~~ \t([~M~îJ~
rwŒ
l~~C\·_ W©$yltn@~~ ~~ SOISDAG~
aciers obtenus pm laminage thermomécanique jusqu'à la
nuance 460 quand on veut bénéficier pleinement de
rovanlage du soudage sons préchoulfoge (en raison dons
ce cos, d' lJI1 risque de fissllfofion en zone fondue).
Les nOlmes prévoient pour les fils fourrés et les électrodes
enroMes, trois teneurs maximales indiquées por le dernier symbole de la portie foculllltive de la désignation du
produit.
Pour fociliter le soudage dons les posi~ons verticoles ou
en corniche, les compositions des flux ou des enrobages
sont spécialement adoptées. C'est pourquoi la désignation normalisée (européenne) des électrodes enrobées et
des fils fourrés comporte un symbole, l'avant dernier
dons la portie foculllltive, qui indique les positions dons
lesquelles l'utilisation du. produit est prévu, soit:
Teneur en hydrogène
l . toutes positions,
Symbole
{m1/1 00 li de miltaf
2-toutes positions, sauf vertiCIlle descendante,
1
(dépaJé)
3-saudage bout IÎ bout IÎ plot, en gouttière, en ongle
H5
~5
-._-.. __
_.- ._----_._-- 1
li plot,
Hl0
~10
4-soudage bout li bout àplat, en gouttière,
-------H15
s: 15
S-verticole d6S(endante et positions conformément
ou symbole 3.
En outre, les positions de soudage possibles sant fréquemment représentées por des ~ctogrammes dons les le niveoo bas hydrogène Sest maintenant assuré par les
co1Dlogues des fabricants et sur les emballages (voir fiche fils fourrés avec gaz modernes de tout type et les électrodes basiques spéciales. Un niveau plus bas de l'ordre
conseil n° 1).
de 3peut même être indiqué por les fobriconl5 pour certains produil5.
10 • TENEUR EN HYDROGÈNE
le niveau ]0est assuré par les électrodes oosiques coula quonfité d'hydrogène mise en jeu étant un facteur mntes Ojllès étuvage.
essentiel du risque de fissuration ('j froid, il importe de se
préoccuper de la teneur en hydrogène du produit, évoluée
conventionnellement en mlj] 00 gde métal déposé (ou Remarque -le procédé MAG avec fil massifse situe norde métal fondu). C'est un élément déterminant du choix malement en dessous du niveau 5, et les flux agglom~
d'un produit quand on envisage de souder un acier trem- rés modemes permettentau soudage sous flux /!{/ poudre
pant. Rappelons qu'il est impératif de rechercher les plus d'atteindre également le niveou 5.
faibles teneurs pour le soudage des aciers ou corbone- . Pour évoluer les possibilités d'emploi des électrodes
manganèse oblenus par un traitement de normalisolion rutiles dont la teneur en hydrogène atteint 20 mVI00g
finale, dès les nuances 355 et au-delt'J. De même pour les de métal fondu, se reporter àla fiche n° 9.
--~
CHOIX DU PRODUIT D'APPORT POUR LE SOUDAGE DES ACIERS C Mn
.~-
<e>atlM 21JDI
POUR EN SAVOIR PLUS
~@~jj' ~éw@~dJr~~ à W@lJj
~$$@~~~ ·~k~ fOiJ'mtmJ©iJ'Ll
lIses nos publicflf;ons
I.e t: TIM
organise cl s'ages
~ Vérification des caractéristiques
d'hydrogène des nouvelles électrodes après un premIer cycle
d'exposition et de traitement de
recondltionnement
Étude 1756(10 - Janvier 1992
Rapport Institut de Soudure
n° 28054 - 23 pages
•
Études des propriétés d'emploi
des fils fourrés de poudres métalliques sans flux
Étude 104840 - Février 1991
Rapport Institut de Soudure
n° 28540 - 28 pages
Pour se prowrer ces rllflports d'.tud., contacter:
le service diffusion d~ CETiM
ni. : 03 44 58 33 06
Fox: 03 44 58 35 39
•
Soudage: connaître, choisir,
décIder
Stage de 2 jours visant à transmettre les
connaissances nécessaires pour choisir
les procédés de soudage les mieux
adaptés, définir les spécifications...
Pour tout renseignement concernant ce stage,
contader:
le département Mécanosoudage du
CETIM
Établissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35
Fox: D2 4D 37 36 99
Des normes à cOII.Da1fre
•
•
•
NF EN 499 - Produits consommables pour le soudage - Électrodes enrobées pour
le soudage manuel à l'arc des aciers non alliés et des aciers à grain fin.
NF EfIj 440 - Produits consommables pour.le soudage '- Fils électrodes et dépôts
pour le soudage à l'arc sous gaz des aciers non alliés et des aciers à grain fin.
NF EN 758 • Produits consommables pour le soudage - Fils fourrés pour le soudage
à "arc avec ou sans protection gazeuse des aciers non alliés et des aciers à grain
fin.
.,. ....
INTERET
.,. ET DOMAINE D'EMPLOI
DES ELECTRODES BASIQUES
GÉNÉRAUTÉS - INTRODUCTION
i es électrodes ô enrobllge basique, dites «électrodes
~. basiques», demeurent actuellement les produits d'apport pour lesque~ l'offre des fabritonls est 10 ~us diversi-
fiée. Malgré cette diversité ces produils présentent un cer·
tain nombre de carlictéristiques communes qu'il importe
de bien conno1tTe pour les mettre en œuvre de façon S1J1is.
faisante.
a~"rq(!e:
ce"e fiche truite des électrodes basiques
pour le soudage des oâers ferrilfques soudables non alMs
et alliés. Ne sont pas prises en compte les électrodes des·
tinées ou soudoge des aciers inoxydables martensitiques
et austénitiques, ainsi que les électrodes pour le<hargements durs.
INTÉRÊT
Par rapport aux outres types d'électlOdes, les électrodes
àenrobage basique se disfinguent principalement par les
deux caractéristiques suivantes :
• la possibilité d'obtenir des caractéristiques mécaniques eJJ zone fumlue élevées, que (6 soit en terme
de résistance àla fraction ou en terme de ténacité.
• la possibilité, moyennant certaines précautiOlls de
mise en œuvre détaillées c~après, d'obtenir des taux
d'hydrogène diffusible allant de bas, voire très
bas, à moyens pour réduire le risque de flssuration
à froid
La conjonction de ces deux propriéfés rend les électrodes
basiques optes ou soudage dtune large gamme dtoders
de canstruction et pour appareils à pression. le SOlt
dage des aciers faiblement ou moyennement trempants
est possible sans précaution contraignonte. le soudage
PAR1'~CllllARHTIÉS
DIE MISIE !EN ŒUVRE
tobtention d'une bonne qualité lors de l'utilisafion d'élec·
trodes basiques est condifionnée au respect de quelques
règles partku6ères de mise en œuvre :
• Les enrobages des éleetJOdes basiques présentent un
caractère hygroscopique. Il est impératif de respecter
scrupuleusement les conditions de séchage et de
conservation préconisées par le fabricant, de façon
à maintenir le toux d'hydrogène diffusible ou niveau le
plus bas possible.
• Les électrodes basiques peuvent être utilisées avec le
cournnt alternatif 50 Hz, mais uniquement avec des
postes assumnt une tension à vide élevée, supérieure
à70 V, voire 80 Vpour certaines électrodes.
DCl,.~m Pl'lATlCUIili Et! SOUOAGE
INSTITUT-
souDuCf
des aciers fortement trempants nécessite le recours àdes
précautions de pré el postchauffage pour éviter la flssu·
lOtion àfroid.
(es électrodes présentent en général une maniabilité qui,
bien qu'un peu inférieure à celle des électrodes rufiles,
est suffisante pour permettre le soudage en tG!Jtes positians, à l'exception de la verticale descendante.
En mod~iantla composifion et l'épaisseur de l'enrobage,
les fabricants proposent également des électrodes
basiques speaalts offrant des propriétés partkutlères
telles que:
• des reniements élevés pour une forte productivilé
(de 150% jusqu'à 210%),
• la possibilité de travailler en vertkale descendante,
pour le soudage sur tube fixe.
..
~~~.
{..€NI.! IKHMQUE
OlS lNDVSlllfS
Mfc.Ai'UOOfS
• ln focililé d'mllorçtlge, la stabilité de l'mc et plus génémlernent la mariabi~té étant en retra~ por rapport à reles
des éledrodes . , l'ernpb des électrodes bosi~
doit élie réservé à des soudeurs «de bon niveau».
• Au prix d'un entraînement particulier du soudeur et
d' ooe ad~ta1ion des paramètres de soudage ~ est possible d'obtenir des fannes de rorrlon lIIléliorées vis1l-vis
de la tenue en fatigue_ Les meilleures formes obtenues
sonl rependant un peu moins bonnes que celles résu~
tant de Mlisotion d'électrodes rutiles spéciales.
• Choisir d'utiliser des élecITodes basiques, susceptibles
de présenter un taux d'hytlrogène diffusihle ~mité, ne
suffit pas llf1 soi à se prémunir à coup sOr contre le
risque de fissulOtion ~ froid. Il est par ailleurs noces-
sa~e d'adapter les conditions de soudage (énergie,
températures de pré et postchauffage) à la trempabitrté du métal de base et au degré de bridoge
des assemblages
GDlElMTlrn(A'Il'ûOre
Le type de l'enrobage est porté dans les désignations normalisées établies pour la classification des électrodes.
Ilons les onciennes normes fronçaises ainsi que dons les
nouvaNes normes européennes le caractère basique de
l'enrobage est signalé dons la désigna1ion symbolique par
la leltre «h. Dons la désignation américaine AWS, les
deux derniers chiffres codifient le type de l'enrobage.
EDO 0CD c=J D D Hou 8H
A
4symbole relatif ou type d'enraboge symbole rebri ou toux d'hydrogène.1k
Selon l'ancienne norme
française ABI 309 :
a: bosqJe
Selon la nouveUe norme
ellopéenne NF EN 499 :
E
D DD
H : 5<Toox H, s 10 ~/lOO 9 méItH....
8H : Toux H, ~ 5rd/lOOg mélol fond•.
[]J
~
D
H500HIOouH15
A
syrrOOle de ID lenlllX en H, du métal déposé
H5: 5 m11100 gde mé1nl délWSé max
H10: 10 rn/100 gde ~101 déposé max
H15: J5ml/l 00 g de mélol déposé mox
symbole relatif
lIIJ type d'enrobolle
B: ~
Selon l'AWS AS.I-BI :
E 1 doox ou trois milITes
II
deux chifues
~
coOOge du Iype d'8IVaboge, des positions de soodD1Je el du COIXlIIlt d utiisel :
15 : bosilue -Ioules positions - (ouronl Contioo - polaire +
16 : bosique -Ioules posi1ions - CoulOnl (ontinJ - polorité + el18 : Ixisique -1oIJes posilions • mndemenl omélolê - (otnJIt cooti1u +el iJt&maff
28 :bosique •hout ,Br1dement- plot el gouIIièm - (OUIont (onlinu + el œtelilott
4B: bosique - haut rendemelll- toutes positions
INTÉRÊT ET DOMAINE D'EMPLOI DES ÉLECTRODES BASIQUES
© mlM 2001
~fi@~1imffi~ts &fÎ~~~OOn~nlJrf$
.. Caractêristlques de troction
les fabrican~ de produi~ d'apport proposent une gomme
d'électrodes basiques couvrant une plage de limites
d'élasticité garanties allant de 380 MPa (symbole
E38 selon EH 499) jusqu'à plus de 900 MPa (symbole
EY89 selon NF A81 340). Corrélativement les ümites de
résistance il la rupture vont de 470 MPa jusqu'il plus de
1000 MPa.
~
Caractéristiques de ténaclté (rêsilierKe)
Une des caractéristiques les plus intéressantes des électrades basiques est de permettre l'obtention de zones
fondues présentant une bonne ténacité tant à l'état
brut de soudage, qu'après les traitements thermiques
de relaxation usuels. En terme de comportement il 10
flexion par choc les fabricants garantissent rénergie de
rupture de 47 Jprévue por la norme EN 499 ou minimum
il -20°(, fréquemment i1-300( ou -40 0( et purfais jusqu'il-60°C.
Remarque - Pour les électrodes adaptées 00 soudage des
ociers faiblement alliés au Cr-Mo résistants ou fluage les
fabricants ri'électrodes proposent des gammes de produits
spécialement conçus pour conserver leurs caractéristiques
de résilience après des traitements thermiques poslsoudage
à température élewe (700 à 800°0 longs et répétés.
•
IRISQQBE DE fl$$QJ(lATION A FROID
TAUX D'HYDROGENE DI!FFUSliIUE
l'intérêt majeur des électrodes basiques est de permettre le
soudage d'aciers présentant une trempabilité marquée. Il est
possible d'obtenir avec ce Iype d'apport des Inux limités
d'hydrogène diffusible.
le risque de fissuration il froid lié ~ la combinaison de trais
focteurs suivants s'en trouvent rédu~.
• la présence d'une structure de trempe, qui dépend
d'une port de la composition chimique de l'acier et
d'oulre part du cycle tflermique de soudage, lui-même
gouverné prindpalement par l'énergie de soudage, les
conditions de préchauffage du joint, l'épaisseur des
pièces à souder et la géométrie du joint.
• ln quantité d'hydrogène introduite lors du soudage
dans la zone fondue, qui diffuse ensu~e dons la Zone
Affectée Thermiquement (ZAT) du métlll de bose, adjll"
cente 0 10 zone fondue, et va fragiliser les s1Tudures
de trempe de cette zone. En soudage manuel i1I'électrode enrobée cet hydrogène est pour l'essentiel
généré lors de la fusion de l'enrobage de l'électrode,
sait Por décomposition de constituants de cet enroboge, soit par décomposition de l'eau provenont de
l'humidité atmosphérique absorbée Por l'enrobage.
• le niveau des contraintes résiduelles de soudage qui
en sollicilnnt mécaniquement les zones trempées fragilisées par l'hydrogène vont provoquer la fissuration.
Remarqu~ - Outre leur niveau, ln chronologie d'établiSS&menr des contraintes résiduelles est également importonte. Si ron retarde l'établissement des contraintes résiduelles jusqu'à ce que tout l'hydrogène ait diffusé hors
des zones trempées fragilisables, la fissuration est évf
table: c'est le principe du postrhauffage.
Souder avec une électrode à bas taux d'hydrogène du'
fusihle est donc la condition nécessaire pour éviter les
problèmes de fissuration à froid lors de la mise en
œuvre d'aciers présentant une certaine trempabHité
Surtout lorsque l'assemblage présente un degré de br~
doge important. Pour les aciers les plus trempan~ il fout
de surcroillimiter le plus possible la trempe en ZAT, en
diminuant la vitesse de refroidissement grtlce ~ l'augmenIntion de l'énergie de soudage et au préchauffage. Dans
Iles cas les plus difficiles le recours au pastchauffoge, dont
le mode d'action a été décrit cHlessus, est indispensoble.
INTÉRÊT ET DOMAINE D'EMPLOI DES ÉLECTRODES BASIQUES
©Œn.\\îOOl
~
li ax d'hydr ène typ" u s pr' entés
les élétlTo ~S ba5iquës - rémuf
de séch ge t conservation
Dons (es conditions les toux d'hydrogène diffusible,
variables selon les produits et les fOOriamts, sont génémlement compris enlTe 2et 5ml/100 9de métal fondu
(soit environ 3,8 à 9 millOO de métal déposé). Du
Con1roirement aux électrodes rutiles ou ceUulosiques les élec- point de vue risque de nssurntion àfroid il yaune grande
tJodes baskjues ne comportent pas dais leur enrobage de différence entre le taux 2 mljlOOg m.f., considéré
produits susœptib~s de dégager de grandes quootités d'hy- comme bas et le taux 5 mlj100 g m.f., considéré
drogène, ce qui en fuit des prOlLiIs oyont potenli~lement comme fort. Histar~uement le toux 4 mijlOO g m.f.
des lIlux d'hydrogène bas à moyens. Par contre les enro- était le plus fréquent ~ ya une dizaine d'années. A<tuelbages bas~ues présentent un mractère hygroscopique lemeot le toux moyen le plus fréquemment rencontré sur
qiR nécessite, pour que les niveaux d'hychgène bas à les fournitures des principaux fabricants de produits d'ap·
moyens saient eHectivement maintenus que des précau- port est plutôt voisin de 3mijlOO gm.f.
tions particulères, détallées a-après, soient prises
Électrodes en conditionnements «dllssiques»
Ê1eetroJes modemes
en «( condltlonnem."t êtlltrclte»
Il s'agit des éleclTodes fournies en baltes corton ou méto~
liques non étanches. Al'ouverture du paquet pour le SOlt
doge de matériaux trempants ces éledrodes nécessitent
d'être séchées selon les indications du fabricant, ind~
cotions généralement portées sur l'étli Elles doivent iltre
ensuite conservées dans une étuve régulée en température jusqu'à leur utdisation par le soudeur. les températures de séchage préconisées sont généralement de
l'ordre de 280°C à 350°C, pour des durées allant de 1h
à 2h. En l'absence d'indirotions précises du fabricant
3SOOC· 2hassure une très bonne efficacité du séchage,
sons affecter les caractéristiques de l'enrobage. la conservation en étuve, destinée à éviter 10 reprise d'humidité
après séchage, s'effectue à une tempémture de l'ordre
de 100°Cà 150°C. les soudeurs doivent disposer de
carquois chauffanls (lOO°C à 150°C) ou d'étuves portatives. le temps de conservation en étuve ne devrait pas
excéder une semaine. Al'issue de cette période il est prudent de procéder à un nouveau séchage. la clOinte de
voir les caractéristiques de l'enrobage altérées peut
conduire les fabricants à limiter pour certains produits le
nombre de séchage àdeux ou trois.
Il s'agit de produits conditionnés en étuis étanches spéciaux, sous vide ou sous gaz neutre sec. Des modaltés
lors de la mise en étuis permettent normolement au
fabrkant de gar ir un taux d'H 2 diffusllle bas. Les
teneurs sont généralement de l'ordre de 1,6 à
2,lml/lOOg de métal fondu (soit de 3 à Sml/lOOg
de métal déposé) Ce toux demeure constant jusqu'à l' 0uverture du poquet, ce qui supprime la nécessité du sé<:hage.
Dons les conditions d'hum~itê usuelles en Europe (moins
de 80 %d'humidité relolive -25°0 les fabricants gamf}tissent également un faible toux de reprise d'humidité
lorSljue les électrodes soot conservées quelques heuies
dons leur emballage d'origine ouvert. les éllis comportent
le plus souvent un nombre d'électrodes restreint, générnlement laidement consommé durant un poste de travail.
Ceci supprime la nécessité de disposer d'étuves de (onservolion sur les lieux de travail. lorsque des ~ectrodes de ce
type restent inutilisées a~ès ouverture du paquet, pendant
lJIl temps dépasslJllt la durée d'un poste de 1Tava~ ~ est prit
dent de les réintégrer dons le circuit des électrodes « normales», et de leur foire su~r lKl séchage, comme décrit ou
paragraphe précédent.
INTÉR~T ET DOMAINE D'EMPLOI DES ÉLECTRODES BASIQUES
eŒllM 2001
Remarque - Lors de l'utilisation de produits de ce type, 11
est important de vérifier immédiatement avant l'ouverhJre de l'éhJi la bonne étanchéité de celutô. Cette vérification est particulièrement facile pour les produits condf
tionnés sous vide en éhJis souples.
NORME
Nuances d'ader
i
54~:5460
1
~OrtljUlMiE D'~M'LOB
~UC'iriltODIES
B!SeQ@»ES
Leurs bonnes caroctéristiques mécaniques et leur taux
hydrogène bas ô moyen ouvrant un lorge domaine d'emploi aux électrodes basiques, moyennant la mise en œuvre
de condifions de soudage adoptées 0 la trempobilité du
métal de base et ou degré de bridoge de l'assemblage.
~
Nf A36 204
Aàen de constrvction et pour appareils à pression,
à Ilmlte d'élasticité moyenne à haute
NORME
! Nuances d'oder
Qualité
1-------- -------1-------anCIenne
E2H2S' E36
2- 3·4
A33 •Asa •A60
NFA35501
A70
anCIenne
A37·M2
CP·N'-FP
MS-A52 .
NF A36205
OOCle.nne
E35S -E375
R-FP
NF A36201
E420· E460
A510.A5~~-FP­
onoenne
NF A36207
A550·A590
NF EN 10025
5185-5235
JR-JO
5275·5355
J2 -K2
1
1
L
:~~~ : ~~~~~
Il
E960r
ï~FËNio13ils460 -5S00:5SS0r----a.:af-llU-1
f-
NFEN 10 149
5620·5690· 5890 i
.
I~S-~:i~S42011--MGNë--5460·5500 - 5550 .
5600·5650·5700 1
Nuances et qualités d'aciers
pouvant être soudëe.s
avec des élcdrodes basiques
En se bosont en premier lieu sur les coroctérish~ .i~~O­
niques annoncées por les fobricants de produits d'apport,
il est possible de trouver des élecITodes basiques optes ou
soudage de très nombreuses nuances d'acier, dont les
plus coulllntes sont listées ciilessous:
i-
NF EN 10028 ~35-P265 i
GH
PART 2
P295 - P35~
_
~-:-::HFC":CENC:-:1:-:-0-C:
:":C:-::- P-C:-=--5
N-Nii
S -+P2
7S 3S -P460 !
02-:PART 3
NU -Nl2
1---o-na-eme----jr--::E-=42-:c:Or:-·E"'4'-: 6OT 1 Hp· K2 -K4
-:c_
DIES
Qualité
~275:S3~~M-
-HF EH10lli---
Aciers alnés au Mo, Mn Mo, Cr Mo
pour chaudières et appareds à pression
f---
~!Nuances d'acier
lSD3 •18.Wl4 OH SCD2 05
. lSC04 OHOC0910
NF EH 10 028 pat 2 ·-+-1161A03 -15Mn Mo V4OS
13 CI Mo 4-HO CI 11.0-910
11 Cr Mo 9-10
NORME
NF A36 206
Aders de construction non aHiés et alliés spéciaux
pour traitements thermiques et cémentation
NORME
Anoenne
Nuallces d'oder
! XC18 -Xc25 -XC32 -2SC04 -
f----!fE5~--t-3OCD4 -35C04
Anoeooe
NF A35551
XC10 . XC12 •XC18 • 20MC5
NFEN 10084
C10E - C16E
18CrMo4 - 20MnCrS
INTÉRÊT ET DOMAINE D'EMPLOI DES ÉLECTRODES BASIQUES
@(fl/M2001
~ {Olt
Remarque - Pour une détermination précisll des rondifions d'énergie de soudage et de préchouffage pour /es
aciers non aUiés, utiliser Je logiciel OPT/50UD 420.
rnotls d sOlidage
D'une manière générale les condi~ons de mises en œuvre
sont à déterminer ou cos par cos, en fon(~on de la composition chimique réelle de la fourniture d'oeier asou- Remplissage du clMmIrei" SIR' t61, épaisse
der, du taux d'hydrogène du lot cl' électrodes 1.1ittsé,
POIlle remplissage des chanfreins il est prudent de veiller
de l'épaisseur, de la géométrie et des COI1ditions de bri~ ce que 10 tempémhJre de l'ossemblage ne descende
doge du joint ri réaliser.
pas en dessous des voleurs suivantes:
POlK 111 œrtoin nombre de nuances d'aciers, il est cependant
Nuances d'oder
Températures
possible de donner les indicutions de portée génémle ckJprès :
• Aders de construction et pour appareils à pression,
à limite d'élasticité nominale (Re<500 MPa) -élec·
trodes bosigues modernes à taux d'hydrogène inférieur à 3,5 mlll 00 gde métal fondu (entre autres:
électrades dassées «H5 »selan EN 499 ainsi que la
plupart des électrodes «spéciales bas hydrogène»
en conditionnement spécial)
Première passe sur assemblage bridé
Nuances
d'oder il
souder
ossemblales
bout ci bout ridés
épaisseur
1 assemblages
é~er~e~
SŒlS
éner~
épaisseur 1
'~."'- minima
1:•
(kJ/cm)
(mm) minima
........
'H e'
(kJ/cm)
E28 -S275
A42 -P265
P275
TI6"S355N
S420M
MIl· M2
P355G1i
P355N
5355M
S420M
S460M
d'angle
'.' SŒlS
(mm)
1
SQI\S
1
'"
SllIIS
~f~~t-~30
8 li/an
(00 delo
de 30 mm,
Jrichooffer
0100°0
sons
1
SŒlS
1 rllSlndm
1
sons
restJldion . restnchon
5lJI5
1 restlicfoo
t
--sons
-sons
res1Ild1oo 1 restnehon
(*) : sur la base d'une composiffon chimique voisine de la moyenne
de l'offre ~efJe pour œ /ypB de produit (e + ~n ~ 0,43)
;
--'-E28~S275-:-M2-'Î"
eolfeposses mini
WC
---'E36-S35SN---i --ïiïiiO(--'S355GH -P355N
._-------_.-._-- --_._-----S355M· S420M S460M
WC
• Aciers modernes de construction et pour appareils
à pression, à limite d'élasticité élevée (500 MPa
<Re <700 MPa) •électrodes basigues madernes à
taux d'hydrogène inférieur à 2,8 mlllOO g de
métal fondu (électrodes dassées Il H5» selon EN
499, et certaines des électrodes «spéciales bas
hydrogène» en conditioMement spécial)
Pour ces OOIllS de construction à houle limite d'élasticité
~ est impérotif d'utiliser des électrodes bos~ues présentont un taux d'hydrogène bas, de fason à éviter que
le risque de fissuration à fraid ne se déplace de la
Zone Affectée Thermiquement (ZAT) du métal de base
vers la zone fondue.
En ce qui concerne la lAT, et toujolfs à condition d'util~
ser des éleclTodes oyant un toux d'H 2 diffusible bas, un
préchauffage à température modérée, associé ou respect d'une température entre passes égale ri 10 température de préchauffage, éventueUement complété por un
postchouffoge Il cene même température, permet d' év~
INTÉRÊT ET DOMAINE D'EMPLOI DES ÉLECTRODES BASIQUES
@([1IJ,I1001
ter ossez facilement 10 fissuration à froid lors de 10 réol~
sotion d'ossembloges bout à bout bridés. Des voleurs
ly~ques de ces paromètres sont données ou tableau c~
oprès.
Soudage bout ci bout bridé
Énergie de soudage: 1 à 15 !cJ/an
Taux H2 < 2.8 ml/l00 g de métal fonda
Nuances
d'ader
ci souder
+
!
Épaisseur max.
1
i
Condition de pré
et postchauffage
1
--'--SSOO 1-~60;;;--'-r-'-Préchouffog&
5550
f-~_~~~:!.~~~_
e-----
e >60 R1I1 ._L~~~~o~
e < 15 R1I1
1
Blldoge moyen
1
i préchauffage lWC
!
Bndage fort
i
préchauffage 150°C
r----ë-; 15 lIV11
PrédJauffogê 125°C
1
1
5650
5690
5700
i
i
i
1
I
i
1
l-
pos1dKXlfuge 125'C
i
60mn
trouvera cklessous les conditions de soudoge carres·
pondant d'une port ou taux d'H 2 diffusible le plus usuel
et d'oulTe port aux extrémités de la plage de variation
de 10 teneur en carbone pour les approvisionnements
actuels des nuances les plus courontes.
Taux H, dif =3.5 ml/IOO g de métal fondu
mergie de soudage: 15 kJ/ cm
Nuances
:
Teneur
J
Teneur
en C= O.lH'.
15êD405-lli5ëiê7i5~-'I' 185°C/ 15 mn
13 Cr Mo 4·5 ! 8S0( /30 mn
1600( / 30 rJVI
1 7SOC/6O mn
! 130°(/60 lM
- *
1 120
90 lM
,
**
. - - - - - 1 - - - - -1---- -10(09·10
i 2200(/lSmn
lOCI Mo 9-10
150°(/ lS mn
19SOC /30 mn
11 Cr Mo 9·10 1
*H
j 16S (/60mn
j 1500( / 90 mn
1
1
.... *
! en (= o.oa %
0
( /
!
0
1
• Aciers alliés au (rMo
pour chaudière et appareils à pression
Pour ces familles d'acier, il est généralement nécessoire
de recourir ou préchauffage + postchauffage pour
éviter la fissuration à froid. les conditions de postchouf·
foge, tempérahJfe et durée, sont prinCipolement fonction
du taux d'H 2 diHusible de l'électrode utilisée et des
teneurs réelles en carbone (C) et chrome (Cr)
de la fourniture d'acier Il souder. Atitre indicatif on
Préchauffage à la m~me température que le postchouF·
Fage· les différents couples température/temps de post·
chauffage figurant dans une çose du tubleou ci-dessous
ont 10 m~me efficadté, le choix entre ces combinaisons
se fait sur la base de cansidérations de commodit6 opératoire.
(*) ne (lOS IrcvrJiller Ilfl dessoUJ de 75°[, sinon ri5que de Fissvrotion
en lAT pendanr le soudogs 00 Je pasrchauffuge
(**) ne pas trovoiI/er en dessous de 110 0 ( sinon risqve de fissutrt.
lion IlflIAT pendonr le soudage ou le poSt chauffuge
(m) ne pas lTavrJiIfIIr en dessous de iSOO( siMII risque de fissUl11lion en 1{)(I(J 'On&Je, cIanS le cas ri'ossembIoges ~ SO/IIMs en mu!·
ffpasses.
INTÉRÊT ET DOMAINE D'EMPLOI DES élECTRODES BASIQUES
@C11L\\2001
•
POUR EN SAVOIR PLUS
I1J@Mll'
en
$~W@~t7 ~~\Yl§
I.bex nos ",,'diea'ioftl'-l
~ Vérification des caractéristiques
d'hydrogène des nouvelles électrodes après un premier cycle
d'exposition et de traitement de
reconditionnement
Étude 175690 - Janvier 1992
Rapport Institut de Soudure
n· 28054 - 23 pages
•
Étude sur la reprise d'humidité
des nouvelles électrodes di~es à
bas hydrogène
Étude 104830 - Mars 1990
Rapport Institut de Soudure
n° 25099 - 20 pages
Pour se procurer ces rapports d'élude, conlacter:
~@~[T'
Ifwljù@oodvœ @ ~7@~
t~x~~@n~~ ~@
f
~H'rnl'iI@lg.~@1JlI
1. CErJM
organls. des s'age."
~ Soudage: connaître, choisir,
décider
Stage de 2 jours visant à transmettre les
connaissances nécessaires pour choisir
les procédés de soudage les mieux
adaptés, définir les spécifications...
Pour lout renseignement concernant ct stage,
contacter:
le département Mécanosoudage du
CETIM
Éta~iissement de Nantes
le service diffusion du CETIM
Tél. : 03 44 58 33 06
Fox : 63 44 58 35 39
Tél. :02 46 37 36 35
Fox: 02 40 37 36 99
Des normes â eonlt"ifre
•
•
NF EN 499 • Produits consommables pour le soudage - Électrodes enrobées pour
le soudage manuel à l'arc des aciers non alliés et des aciers à grain fin.
NF EN 759 - Produits consommables pour le soudage - Conditions techniques de
livraison des métaux d'apport pour le soudage.
DONNW P~llQoa EN S.oorWU:
FICHE CONSEIL
CETIM
13
SOUDAGE DES ALLIAGES D'ALUMINIUM
~
1 • GÉNÉRALITÉS
SUR LA SOUDABILlTÉ
DE L'ALUMINIUM
ET DE SES ALLIAGES
lo soudobJ1ité opélOtoire et locale est fortement influencée pOl les coroctérisnques physicQ-{himiques de ces
olli09es. les propriétés importontes de l'aluminium poU!
le soudage sont les suivllOtes:
ternpi"'" de iuslon l'C)
658
(hoIoJ, spéofique 010'( Ir/<g '0
960
o"leur ol'"te de fu5lOl1lVgr)
385
(ondKfMli !hetm"", IW/m.'C1
110
(",ffj","1 de dio~1ioo
14
hn!;que lx 1110)
Solubilité de l'hydrogène
dans l'aluminium liquide
ln porticulOfité de ce ITIIItériou est d'èlTe IUSŒph1rle de dis·
soudre beoIKOOp d'hydrogène à l'éltrt ~~e, en fooction
de ~ tempérohne, avec à l'invOlSe Ixte !l'osque tOITle insolubilité 0.1 PP<O) à l'élot solide. le gaz s'~e cIors
ou mornent de la solidification, formont des bu!es dont 10
plupart se relTouve ~égée. Il en résulte ~us ou moins de
porosités dOllS la soudure offectonl ~ quolllé du joint.
«
P,étautionl à ",endre:
- Mer la présence d'enu: stockage, ronditionl clima'",U'I, chouffoge du hl,
- surveiller la propreté des produi~ et éliminer les huiles
de protections ou de coupes.
Forte affll1llé pour l'oxygène, présente d'une (ooche d'alumme
Très 100ie soIu."! des goz dons l'!~I sohde
Malgré la faible température de fusion, la trés forte
conductivité, la chaleur spécllique et la chaleur latente de
fusion élevées (-2 fois l'acier) obligent le recours à une
SOUlce de chaleur puissonte. Pour les époisseurs fortes, le
pré<houffoge peut devenir une nécessité pour éviter les
risques de collage.
la voleur élevée du coefficient de dilatation génére des
risques de déformotions et l'existence de relTlits importon~.
Enfin, la p<ésence de la couche d'alumine réhoctoire et
isolante peul conduire à des difficultés opélOtoires et à
des risques de collages.
la faible solubilité des gaz explique la tendance à la for'
monon de soufflures difficiles à éliminer en totalité.
INSTfTur4!)
DE
SOUDURE
~
Fissuration à chaud
Elle peut prendre deux formes disnnctes selon qu'elle se
produit dons le métnl fondu en cours de solidlliconon ou
dons la zone thermiquement affectée prés de la zone de
liaison.
la fissuronon en lAT pro~ent d'un phénomène de Iiquohan de phases intergronuloires et trouve so source princf
paiement dons la composihon de l'alliage. les alliages des
séfies 2000, 6000 et 7000 sont sensibles à ce risque.
la hssulOnon de solidihconon est aussi favorisée por la
compositron chimique mois résulte principalement des
conditions de soudage (énergie trop forte) et de l'élot de
bridoge des assemblages. le choix du métal d'apport
devient importont pour les alliages p<ésenlont une certoine
sensiMité à ce p/réromène (séries 2000, 6000, 7000).
DONNEES PRATIaUES EN SOUDAGE
2 • ~LiRIIMC~1F5U.il! AUDAGŒS
fn CARACYÉfiUSTlQUES
Familles d'alliages
Famille i lléalents prindpau~ 1 Teneurs
d'olUlIll es
1 en éléments
(1~S1qllGlIC!1 des k '
, d'alliage
IltilOqe.1 '.orrGyêsi
1
--_.._.-_.._- - _.._-.....j...._-----
i
-.J.~~----.l-~~~~~!I.~~~----J_--------.. _.
2xxx
: AUnnum - CUIVRE
1 aSb 8%
'-3~-~rium ~ MAlHiANESE-r-l ~ 3,,-
~~~l~n-;-':s!!!cIUM.. -1 -05 ~1(~
f--.~~J.:T~~um - MAGNES~I!!.. _~~.~ __.
Ak.rnllium - SIlKIUM 03 HS%
MAGNESIUM
1.5 ~ 0.3 %
f------t-------t-'--.-'--'--I
.--._7_xxx_JAk.rnlllum - ZINC
4 ~ 5%
8xxx
j Alunooium - wtres mé1œx
6xxx
Prindpaux alliages soudables et quantification de leur aptitude au soudage
Dési,-nation
de 1idlloge
!
10S0A
1
-2014
'
3103
3004
3DOS .
f--.
SD05
SOSO
5052
5083
5086
5454
6060 6082
7020
A : ExceUenIe
8 : 80nne
!
Elément prin~al
et teneur ( )
1
UJlvre 3.9 -
Aptitude au soudage
Laser
-1r-'A l'art ---rRisistah-;T-;a~--+-----
,__A_.
A
1
DAi
A
A
!
A
A
A
A
sa
Mn09:15MgO.3
Mn 10-1 5Mg 0.8 - 13
Mn 10- 15Mg 0.2 - a6
_--_
f +--'--1-"+---}-
-- _._--- ---"-
=::=:}------+:
A ..___ ~
B
B
-A ..
A .. A
A
A
A
MoPswm 2.2 - 2.8
B
-------f---Mg40-49Mno.4-1.0
A
Mg35-45MnD.2-07
•
B
A
B
A
- - - -..--..- - - - ------.-
D
A
--T'i--A---""-D-i-A-
Mg 24 - 3aMn 0,5::- 10
Mg 035 . 06SI a3- a6
Mg06-12 Sl07-13
In40-50Mgl0-l.4
-
A
B
B
B
L.J...- [ (
B
(
B
A
--
A
A
-~B
B
( : Faible
IMdioae/impossibie
o;
SOUDAGE DES ALLIAGES 0'ALUMINIUM
@ŒI\\\2()OI
les métoux d'apport recommandés sont donnés dons les tableaux cillessous, alliages de corroyage entre eux pour le
premier et alliages moulés et corroyés pour le second.
Choix des produits d'apport
1080 i 1050
105il i
3003 1 4043 4043
300411050 1050
AG6
}~~f.-
5854 5854 5356
1
.-
500514043 4043 4043
5050
5854 5854
5052 i
545414043 5350 5183 5854
5356
---'-5083 1 4043 4043 5183 5356 5350
5356
5086 '
6060 1 4043 4043 5356 4043 4043 4043 1
5356 5350 5356
6082 i
4043
4043
5356 5356 4043 5350
7020 14043
5183
5356 5280
AllaGes! 1080 3003 5005 1 5454 i 5083. 6060 i 7020
J 5086 1 6082 l
,
de base 050 3004 5050
i
3005 5052.
i
i
i
Il i
i
3 • SOUDAGE A L'ARC (TIG,
OG)
.. P'r paTalion des mfo(es
En roison des risques de mise en solulion d'hydrogène et
de la gêne apportée por 10 pellicule d'alumine isolanta et
réfractaire, une préparation soignée avant soudage est
indispensable. Un dégraissoge des bords ~ souder et des
zanes environnantes doit être fait à l'aide d'un solvant
volatil. Ensuite, juste avant l'opêraHon de soudage il est
conseillé d'effectuer un décapage. Le plus souvent ce
décapage sem mécanique (brosse en inox ou mieux ou
grattoir). Un déCllpage chimique peut aussi être utilisé.
~
i5356
AU3T
4043 4043
4043 4043 4043
ASIOG 14043 4043
AS13 ,
Al5G i 4043 4043
: 5356 5356
1000 ! 4043 4043
4047
4043 4043 4043
4043
4043 4043 4043 4043 4043
5350
4043 4043
AS76
.-
~-
3000
~
i
! 4043
4043 4043 4043
i
i sm
i
i
1 AG3! 1 A57G AS10Gi AlSG SOC5
de base 1 A661
1 AS131
1 505O!
5052
,
.
5083
5086
norme NF A87-o1 O. Cependant quelques règles sont spécifiques aux alliages d'aluminium:
.... Les occostages doivent être soigneusement ajustés, les dénivelés obsents.
lorsque 10 préparation exige un jeu, il doitloujours
être limité ou maximum ~ 1,5 mm.
.... En règle générale, les chanfreins doivent être
assez ouverts pour éviter les colloges (70 ~ 90°).
.... Pour les soudures bout à bout d'un seul cOté,
abattre les arêtes du côté envers pour évitar le
manque de lioisoo.
Prépararon des bords
Pour obtenir des exemples précis des formes et dimert"
sions de préporation de soudage on se référera à la
SOUDAGE DES ALLIAGES D'ALUMINIUM
©CET1M 20111
• Protection gazeuse
Gaz utilisables:
1
ARGON
1
1
HELIUM
1
QRGON + HELIUM
1
t argon seul est le plus souvent utilisé pour une raison de
coOt. thélium seul est réservé à quelques ap~imtions
particulières (voir TIG). Les mélanges argon et hélium
(20 ou 30 %) sont utilisés malgré un collt plus élevé que
l'argan mr ils permettent une meilleure pénétration que
l'argon pur.
.. Sou age fiG
M@me si le décapage aété parfaitement réalisé une pet
licule d'oxydes se reforme presque instuntunément. Le
procédé doit donc permettre de briser cette pellicule; on
utilise pour cela des phases de polarité inverse où la pièce
devient émissive ce qui cosse et élimine l'oxyde. Par
conne duront ces phases, J'échauffement de l'électrode
réfroctuire est importunt ce qui tend li la détériorer. On
u@se en conséquence soit un courant alternatif sinusof
dal soit un courant bidirectionnel corré avec en général un
dispositif d'amorçage (HF) pour stobiliser l'arc.
Dons certaines applications, on utilise le couront continu
polarité directe (- électrode). On obtient ainsi une pénétration plus importante. Il faut dans ce cas assurer un
décopage pariait immédiatement avant le soudage.
t usage de l'hélium est impératif.
Nouveaux générateurs
Le développement des nouvelles sources de couront
(technologie «hacheur» et «onduleur») permettent de
remplocer le courimt alternatif sinusoïdal par des courants
bidirectionnels carrés. On peut oillSi combiner Jes phoses
de courant continu en polorité directe (p/Jase de pénétrD"
tion) et de courant continu en polarité inverse (phose de
décapage). La souplesse des réglages permet un dosage
précis des phases de pénétration et de décapage.
Le choix d'un couront «pulsé» présente des ovootages
imporlllnts:
- apport colorifique
limité
l> limitlltion des risques
de ~ssuration
- volume du bain
réduit ~ moins de déformation
soudage plus facile en position
Cette te</mique auturise l'utilisation d'ooe électrode affl)tée qui s'use peu avec en conséquence un ore stable tout
au long de la soudure.
Atstres contraitrtes spécifiques aux aRiages
J'a/"",;,,;um
Éledrode réfroctoire: tungstène ou IUngstène zirconium
. pas d'affOtllge.
Baguette dtapport: veiller ~ ce que l'extrémité reste
taujours sous protection goz8Use.
Fin de cordon: il yarisque de cratère avec fissuration en
étoile; un évanouisseur d'arc est le<ommandé. Adéfaut,
effeclUer un léger rechorgement ou retour en arriére.
SOUDAGE DES ALLIAGES D'ALUMINIUM
e ((TlM 200\
Il
~
• Alternance de phases «chaude]) et de phases
«froides» avec même vitesse de fil. La fréquence des
les gaz de soudage sont identiques li ceux utilisés en T16. pulsations de base est identique, seuls vorientle rappart
Les alliages d'aluminium autorisent l'utilisation de cou- temps chaud temps froid et la tension de pic.
mnt continu lisse (polarité inverse donc décopage de la L'intérêt principal de ce type de courant est, lars d'aspièce et échauffement du fil) ou pulsé. Le courant pulsé semblage de tôles minces, d'améliorer l'aspect du cordon
est principalement utilisé pour les produits minces et les qui ressemble alors li du TI6 pulsé et de baisser le toux
soudures en position.
de porosités.
Deux particularités sont dprendre en compte :
- le risque de collage surtout en soudage manuel,
- le système de dévidage du fil. En effet, du fait des
faibles duretés des alliages d'apport, sauf pour des fils
supérieurs li 1.6 mm et pour une faible distonce de
gaine, le dévidage dfil poussé est déconseillé. On utilise un système ~ fil tiré (le dévidoir se situe ou niveau
de la torchel ou tirê-poussé. L'ensemble du système
(galets d'entroTnement, gaine d faible coefficient de
frottement, tubes contacts) doit être adapté aux • Modulation du courant en pulvérisation axiale. Ce prl}alliages d'aluminium.
cédé, non applicable sur tôles très minces, perJilet de rester en pulvérisation axiale en courant continu mois avec
Nouveaux générateurs
des chutes très brutoles et très courtes du couront. Le Ill}vai
l en position est possible avec ce type de transfert. De
• Évolution Jes formes Je courant
plus un moindre nombre de porosité por une mise en
les nouveaux générateurs bénéficient maintenant de
vibration du bain de fusion est atteint.
fonctions spécifiques aux alliages d'aluminium ovec des
objectifs souvent similaires: saudabilité opératoire plus
simple, systèmes d'amorçoge et d'évanouissement d'ore,
aspect et géométrie du cordon améliarés, moins de poro·
sités. Quelques exemples sont illustrés c~dessous.
V fil 1
Saud ge IG
l
V fil 2
• Alternances de 2séquences de saudage pulsé. Contro~
rement ou cos précédent, on est en soudage puiSé mois
les deux séries de pulsations sont totolement différentes
SOUDAGE DES ALLIAGES D'ALUMINIUM
© mlM 2001
avec cadençage de la vitesse de fil au rythme des séries
de pulsation. Dans la même optique, on trouve une osso·
cicrtian de phases en courant continu et de phases puIsées. (es alternances sont généralement ii des fréquences de 0.5 ùquelques dizaines de Hz. On peut ainsi
obtenir une modulation de l'énergie transmise au bain
et donc associer un bel aspect du cordon avec une
bonne soudabilité sur tôles minces, moins de parasités et surtout une ~us grande tolérance sur les jeux
d'accostage (plus du double).
• Instol/otions robotisées
spécifiques oux ol/iages d'aluminium
Ces installations permettent actuellement d'associer les
générateurs décrit ci-dessus avec des fonctions de déplacement particulièrement complexes.
On trouve ainsi:
- des oscillations mécaniques avec des formes et des
temporisations adaptées ùtoutes les géométries,
- des oscillations de vitesse robot dans le sens du cordon
allant jusqu'ù des phases d'arrêt ou de recul,
- l'association d'oscillations mémniques avec la modulation d'énergie.
Ce type d'installation, bien exploitée, permet de repro·
duire toutes les subtilités des mouvements d'un soudeur
manuel et donc de s'adapter aux configurations difficiles
en terme d'épaisseurs et d'accostages.
Caractéristiques du motériel
les mochines utilisables fonctionnent soit en alternatif
soit en couront continu. La différence fondamentcle par
rapport aux aciers se situe surtout au niveou de l'intensité
qui doit être plus élevée. Comme le soudage se fait en
ternps plus court pour pallier l'inconvénient de la forte
conductibilité thermique, il est donc nécessaire de disposer de machines plus puissantes (25 ii 30 kA pour des
époisseurs de 2è 3mm).
Spédliciiés due~ aux ol/ioges d'aluminium
La pellicule d'alumine constitue bien évidemment une
gêne au soudage, surtout en ce qui concerne la répétabilité de l'opération qui peut être affectée si la couche
d'oxyde n'est pas régulière. Il est donc souhaitoble de
procéder à un décapage et d'assurer un intervalle de
temps constant avont le soudage.
l'inconvénient le plus pénalisant de ces alliages, do aussi
à cette pellicule, est l'encrassement des électrodes qui est
très rapide {on peut réaliser seulement quelques dizaines
de points avant ragréoge des électrodes}. Les surcoOts
sont ainsi importonts spécialement pour les productions
de grondes séries.
s·
UTRES P O(É1»ÉS
Les olliagesd'aluminium peuvent aussi être assemblés
por d'autres procédés comme l'électrode enrobée, les
faisceaux d'électrons et Laser ou par brasage. Ces procédés, moins couronts ou réservés à des applications part~
4 • SOUDAGE PAR RÉSISTANCE
culières, comme les réparations Il l'électrode enrobées,
Tous les alliages soudables à l'arc se soudent par résis- ne sont pas développées dans cette fiche.
tance. Ce procédé qui a pour particularité d'être rapide
{cycle ~lermique très brefl avec une solidification sous
6 • DÉFAUTS DES SOUDURES (arc)
effort permet même de souder des alliages non soudables ùl'orc comme certaines nuances de la série 2000 Les principaux défauts sont les mêmes que dans les SOli'
(2002, 2117, 2024).
dures acier avec par ordre de grovilé décroissante, les fisSOUDAGE DES ALLIAGES D'ALUMINIUM
@((11h\2031
ID
sures, les manques de pénétration, les collages, les
défauts géométriques, les inclusions et les porosités.
les porosités sont plus ou moins gênantes selon leur
nombre, leur dimension, leur répartifion et leur posnion.
le tableau ci-dessous donne quelques pistes sur les
couses des principaux défauts. En ce qui conceme les
porosités, il n'est pos toujours évident de les corréler avec
des quelconques raisons de préporafions au de paramètres de soudage.
(auses possibles
Défauts
-
Défauts géomé1lfques
Forte pénétration
DéhlveDation
Bombement
f-,--
géomélne de la prépofotlon
tension d'ore Insuffisonte (MIG)
intenSité !Top forte
Vitesse !Top lente
- IIItenSltB loibIe
- vitesse !Top élevée
Manque de l'énitration
Manque de liaison
- préponJfJon Incorrecte (chanheln fermé)
- tension d'ore trop Importonte
Inclusions de tungstèlle
(voir fiche sur les éledrodes réfractaires)
- maUVDiS maténau
- dlamêlTe !Top faible
- malodre!Sc d~ soudeur
Porosités· réparties
-
mouvolS dégrolssage
humldllé de la Illèœ ou du ftl
prcted1cn gazeuse Insuffisonte
vlle\Se de soudage tlOp Importonte
démorroge sur pièce frOide
--
Porosités alignées
--_.
Fissures
- monque de pénélrohon
- leu exœss~ enne les bolds
- é<art de tempêl1l1ure trop Important entre lotte support et plêœ~
-
mouvols chOIX du mêml d'opport
Quonnté de mé10l d'opport InsuffISants
bndoge ext.&SSIf
refrOidISSement brutal
coupure brumle de l'arc en hn de cordon
olllOge de base Inadopté ou soudage
Ce type de défaut peut âne opél1lfUlre mais peut OUSSI remeNTe en
cause la soudobltlté du prodUit
SOUDAGE DES AlUAGES D'ALUMINIUM
©UTlM1001
POUR EN SAVOIR PLUS
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besoins cie formation
Pour en savoir plus
u. •
•
•
"OS
publicafiolls
I.e CITIM
orgall'se d•• • fagefJ
Étude de la mise en œuvre du procédé de parachèvement des soudures par martelage à fréquence
ultra-sonore pour améliorer le
comportement en fatigue
Rapport 180650
Novembre 1994
~ Soudage: connaître, choisir
Stage de 2 journées pour maîtriser les
connaissances de base en matière d'assemblage par soudage pour effectuer
des choix rationnels de matériaux, de
procédés et de moyens de contrôle.
Étude de l'influence ~e la propreté
des fils sur j'apparition de soufflures en soudage MIG des alliages
légers
Rapport 1D1880 - Juillet 2000
~ 1_e soudage des alliages
d'aluminium
Stage de 2 journées pour appréhender
la mise en œuvre des alliages légers.
1 tO ( 1110 ~ Ct 110
itOIlf u l'I0Clller teS IlIf'poru d"lu!l COfllocrcc:
le service diffusion du CET!M
Tél.: 03 44 58 33 06
Fax: 03 44 58 35 39
le département Mécanosoudage du CETIM
Établissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35
Fox: 02 40 37 36 99
a
•
•
•
'. COIIIO.llf'f:
cOIIII"ifre
NF EN 288-4 - Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les
matériaux métalliques - partie 4 : épreuve de qualification d'un mode opératoire de
soudage à l'arc sur l'aluminium et ses alliages.
NF EN 287-2 - Épreuve de qualification des soudeurs - Soudage par fusion - Partie 2 : Aluminium et ses alliages.
NF EN 30042 - Assemblages en aluminium et alliages d'aluminium soudables soudés à l'arc - Guide des niveaux d'acceptation des défauts.
DOttNE:ES PRATIQUES EN SOUDAGE
LES CHAUDES DE RETRAIT
rSoulte de c/Qeur
1
(IOOUneœ ou pour les
I_~~nœs, I~)
-+ +-
1 • BUl
.
P1UMOMINE MIS EN JEU
Choude en ligne:
la pratique des chaudes de retrait peut s'effectuer soit
pour réduire voire supprimer les déformations résultantes
des opérations antérieures, (par exemple soudage) soit Chooda ponctuelle:
pour produire volontairement des déformations impassibles ~ obtenir pm un moyen mé<anique (par exemple,
courbure progressive d'une grosse poutre).
Chaude circulaire:
le phénomène utilise les conlrointes générées par les
dilalu1ions, plastifications et contractions produites par un
cycle thermique localisé de chauffage et refroidissement.
Chaude en coin (ou triangulaire) :
2 • TYPES DE CHAUDES
En fonction de ro~octif il atteindre, on rencontre couramment les quatre types de chaudes suivan~, chaudes en
lignes ou circulaires étant caractérisées par un chauffage
localisé an peau, les chaudes ponctuelles et en cain intéressant généralement louIe l'épaisseur de la zone chauffée.
INSrrnJT-
DE
SOUDURE
OON.NEES PRAnOUES EH 50UDAGE
'6~~
ONlI! llOfNlOUE
OntN~~jCS
.
l!CAI'o/IOUU
3 • RISQUES
n
lJIItii(iUB1JUOOOS
Remarque 1
Pour les chaudes en ligne, les voleurs données au tobIeou
Toure opém~on de chaude de re1Tait est potentiellement une cHfessous ne sont pertinentes que si la profondeur affecsource de risques pour la construction. En effet, si le cycle tée reste limitée ou maximum dquelques millimètres. le
lhermique esl mol mo11risé, les caractérisfiques mécaniques respect des règles d'exécution détaillées au point 4 doit
dons la zone chauffée des matériaux peuvent êlTe affectées. normalementpermettre de satisfaire à cette condition.
t objedif essen~el de l'opérateur est d'obtenir une défor- Remorque 2
motion sotisfuisonte sons pour outant déplISser une tempé- Pour les chaudes en Hgnes, les dég{(J!iafions constutées
rlJlure maximale, rondion des différentes nuances d'aders. entre 800 et 1000OC sur quelques nuances, restent très
Oans ces conditions la chaude de relToit est une technique limitées. Dans ces conditions, et en /'absence d'indicaindusITielle performante, parfois inconlournable. Elle est tions plus précises fournies par le producteur d'acier, une
sons risque réel, si elle est effectuée avec un mode opéro- bonne pratique consiste à limiter la température en peau
foire approprié par un opérateur compétent.
() 1000°C. Cette valeur maximale de 1OOO°C peut ~tre
Le type de chaude est aussi à prendre en compte, les chaudes considérée comme une valeur convenantàla majorité des
en lignes ou arculaires auront pour ê1Te efficace une zone nuances. Elle assure une bonne efficodté tout en garanrnauffée 1Tès limitée en épo~seur et donc le matériau sem tissant une bonne conservation des propriétés mécaniques
peu affecté dans sa globalité, alors que les chaudes ponc- aussi bien pour les aders non ou faiblement oUiés, quel
tuelles et triangulaires en roin offectent toute l'épaisseur.
que soit leur mode d'élabO{(JfÎon, que pour les aders
inoxydables
austénitiques. Pour ce demier type d'oder, on
En fonction des nuances, les tempérutures maximales de
veillera
de
phJs
à un réglage de la flamme neulTe, voire
peau n'entraînant pas de dégradation de la résistance
légèrement
oxydant,
ainsi qu'à une surface préalablemécanique ou une augmentotion de la fragilité varient
ment
dégraissée.
enlTe 800 et 1200°C.
~E l~IS!e
rEin
~WlWR;E
On peut retenir les tempérlJlures maximales suivantes :
Chaude en ligne
Aden
broo:=e~ ~--S2É;s.;:,
Tempéralllre maximale
1
+--S3SS(E~)
1---
br TI8fl1lé RBYeOO
1
1
dlé Vonadium _-+-1-_A<ier_·_n1ao_ob_Noono_~_·
lIlIao
00
Acer TheflllOlnécolllQU8
1--
AcIer Iooxydobles
54600
56900
S4_6D_N_
-;;~:;"
1
1
Observation
-------
l200"(
~
S42DM
-. "
---+._ _-=-S4.:.::.60.::::M.:--__ !
316L -316TI"304l
-1'
800"(
1200 0 (
lOOOO(
9()().1 QOOO(
LES CHAUDES DE RETRAIT
t--
AtHIe/à QIIlI.1 des CDro~ mécn~~
Ait1le1cl affetkJhon de 10 tenue
à 10 corrosion
© ŒIIM 2001
Aces paramètres s'ajoutent, en foncfion du type de
cMude:
Aâer
TempéntlUre de peau
_._------ - _.. _----_ ..
S355N ép 30
900 oC
- les dimensions de la zone chauffée et le. temps de
S355N êp. 70
800 OC
ropération pour les chaudes ponctuelles et en (oin,
S460M
800 oC
- 10 vitesse d'avance, la largeur et la fréquence du
balayage pour les chaudes en Ugne ou drculaire.
4 ~ ODE OPÊltATOIRE
Pour les chaudes en ligne des règles élémentaires perles paramètres nécessoires à la descripfion d'un mode mettent d'obtenir rapidement les bases du mode Opéllt
opératoire d'exécution d'une chaude ou cholumeau sont toire en fonction de l'épaisseur du produit. Pour ce type
les suivants :
de chaude, il est importunt de noter que l'effet de ~ioge
- type de buse (débit nominal, buse mono ou multi1lards), s'obfient de monière équivalente avec une température
élevée et une faible lorgeur de chauffe ou li température
- débits de goz (C 2H2, O2),
modérée (600 à BOO°C) avec un balayage plus fort. On
- pressions des gaz,
- distunces buse/pièce et dard/pièce (en général on limite ainsi dons ce cos les risques de dêgrodafions des
fixe la dislonce enlre dard et pièce li environ 1mm). coracffiristiques du rnotériou.
Chaude en coin affectant toute l'épaiss8ur
-""'r
:
OlmI des paramètres des chaudes en ligne (tôles de 10 à 80 mm)
C-f-poisse-ur-de-Ia-~-Ie
l_.
'----
"-""7lJJ-rg-eu-'rde--;b-'nlo-yn-ge-;;1,-;,S,....x..,...ép,....nisseul----,
~poisslllJl ;
----'
Buse:
10 à IS lM1
IS 020 lM1
1250 lib
1600 Ijh
2000 Ijh
2500 1/11
3000 Ijh
20 030 lM1
30 à 40 tm1
40 d80 mm
Fréquence de boJo.,.llge
1200
1100
1000
900
~
800
700
1-
600
~
\:' ~
'ln-...
-........L 1"--..
""'-'-.L/ 1 TTI
600
.wo
300
200
5
10
15
7.8
Vitesse d'avlnce (cm/min)
111
12,8
t8
11,5
20
22,5
vitesse d'avance lem/min)
LES CHAUDES DE RETRAIT
©Œnt.11001
III
• EnfTainemellt de l' opërateur
FLECHES PRODUITES
9
8
+ ' - - - - - - - - -----l
-7 +'&"
6 t------.p:w:'lSît------~
.s 5 ' - f - - - - - - - , - - - - - - - - !
.fi~ 34++'-------'-~-.-."'""'_----<
~_ _iP_a:
__·2Sriirii_,-'·_ __<i
2
::=:=.. :-;
f--·---------=====~-""G9'
~k-:;--=::
500
600
700
800
900
1000
"00
T.mp4ratu~~C)
5 CONTRÔLE. •
DE LA TEMPEDiURIE
MAXIMALE DE SURfACE
a
l'enlToÛlement peut s'effectuer sur tôles d'époisseur peu
différente de 10 construction, préaloblement instrumentée
ovec un thermocouple situé sous la peau (0,5 mm) en
zone de chouffe. lo température de surfoce est alors
supérieure d'environ 100°(,
Plus simplement, un contrôle sur ocier (·Mn de 10 tempéra/ure de surfuce peut oussi ê/re réalisé avec un pym·
mèlTe, de préférence équipé d'une visée loser pour
gorontir 10 mesure dons 10 tache choude sous le dard. le
pyromètre disposera d'une faible bonde spectrole inférieure à 1,4 llll1 (mesure à travers le ponache). Avec un
étot de surface non colominé et un régloge du coefficient
d'émissivité à 0.80 -0.85, la préàsion des mesures peut
olors être estimée à ± 5%ce qui est suffisant pour cette
applicotion. La présence de calamine, qui va mauHer
très rapidement sous l'aelion de la flamme sans que
~ ossuronce
que l'opéroteur est copable de moilTiser so
température de surfuce est une gOlOntie visil....is de la
conservation des propriétés méconiques des aciers non ou
foiblement alliés et pour les ociers inoxydobles, vis-ètvis
de 10 tenue à 10 corrosion sous réserve d'un éventuel traitement de décopoge ,et passivation.
Pour otteindre ce résultat, trois conditions sont nécessaires:
• Un mode opératoire approprié.
• Un opérateur entraîné.
• ~utilisation de repères de couleur par l'opérateur.
Une surveillance de la tempéroture de 10 chaude, exécutée de façon continue ou ponctuelle par un contrôleur
pendant la fabrication peut compléter ces recommondotions. (e conlTôle s'effectuera de préférence à l'aide d'un
pyromètre optique infrarouge. les précoutions à prendre
lors de l'utilisotion de ce matériel sont détaillées cÎ1lprès.
LES CHAUDES DE RETRAIT
~
ŒIIIA 2001
Il
la pièce soit elle-même portée à une température • Uti~i5ation e points de repf.i!' ,
équivalente, doit être absolument proscrite. Enfin, la -Un choix judicieux des filtres de protection oculaire insto~
mesure doit se foire à travers le panache mois bien évi- lés sur une monture avec alJlurotion latérale de 10 lum~
demment doit éviter le dard.
nasité ambiante permet il l'apéroteur d'absefVer l'appo'
Des mesures avec croyons thermo-indicateurs ou sonde
de surface sont inopérontes car il fout écarter le chalumeau. Le refroidissement quasi instontooé en suJfoœ ne
permet pas la mesure de la tempérallJre réellement
alleinte.
rilion de la couleur juste sur la surface qui vient de subir
l'impact de la flamme. Cela suppose un pe~t déplac~
ment poncllJel du chalumeau,
Les filtres suivants permettent normalement en se
situant à l'apparition d'une (ouleur significative de
limiter la température maximale de surface.
, . . - - _.. - - - - -
Indice de filtre n° 5
Indice de filtTe nO 6
couleur détectée rouge
couleur déteclile orange
Indice de filtre n° 7
couleur détectée jaune verdlllTe
température envion 800 OC
1
température environ 900 oC
tempérallJre envion 1000 oC
- - - - - - - -1
LES CHAUDES DE RETRAIT
CCETlM2001
POUR IN SAVOIR PLUS
~@rmü'
en ${ijw@orr fPllu$
~@lYlU' tJ"p'andr~ <aI W@$
fO!j'~~~ii@oo
lmœs@D[l'fl$ CIe
I.Ises nos pu.'icafiofls
le C~"M
organise es stage.
~ Étude de l'Influence de la pratique
actuelle des chaudes de retrait
sur les propriétés mécaniques
des tôles d'épaisseurs 5 à 15 mm
Étude 104320a - Juin 1988
.~ É1ude de l'influence des chaudes
de retrait sur tes aciers Inoxydables austénitiques
Étude 104500 - Janvier 1989
•
Étude de l'Influence des chaudes
de retrait triangulaires sur les propriétés d'emploi des aciers c-Mn
normalisés et thermomécaniques
Étude t 04320 - Décembre 1996
Pour se prGalrer ces rapports cfélude, contacter:
le service diffusion du CETIM
Tél. : 03 44 58 33 06
Fax: 03 44 58 35 39
•
Chaude de retrait
Stage de trois jours dont l'objectif est
d'acquérir les connaissances nécessaires pour localiser et choisir les
températures de chaude de retrait
les mieux adaptés. définir les procédures de redressage ... (formation
unique en France).
Pour tout renseIgnement concernont ce stage,
contacter:
le département Mécanosoudage du
CETIM
Établissement de Nantes
Tél. :02 40 37 36.35
Fax; 02 40 37 36 99
Des normes cil connai,,.
•
NF EN 169 - Protection individuelle de l'œil - Filtre pour le soudage et les techniques connexes - Spécifications de transmission et utilisation recommandée.
Déc. 1992
DONNÉES PFlAlIOi>ES EN SOUDAGE
,
,
ELECTRODES REFRACTAIRES DE SOUDAGE TIG
INTRODUCTION
TIG (Tungsten nert Gas) est caractérisé
l esoudage
l'utilisation d'une éledi'Ode réfroCioire permet1
~por
ront d'étoblir un arc électlÏllft entre la pièce et l'élec·
trode sous un en'lir'i1i18llel:1 glI'IU:l protecteur. En
conséquence, la forme du cordon de soudure dépendra, entre outres paramètres, de la nature et de la géométrie de l'électrode réfractaire.
La propriété prindpale de cette électrode est bien évidemment son haut poillt de fusion qui ossodé 0des
caractéristiques électriques adoptées permettent d'éltt
blir et de mailltenir des arcs srobles pendant des temps
relativement imporronts sons dégradation. ('est pourquoi, aprés les premiers essais de soudage avec élec·
trodes de graphite en 1881, le progrès décisif obtenu
en 1942 a COIlsisté à utiliser du tungstène dont le
point de fusion est situé aux alentours de 3660°(,
ln DÉSIGNATIO NORMAUsir:
les électrodes actuellement utllisées sont toujours réal~
sées 0bose de tungstène avec éventuellement des add~
tlons d'oxydes comprises entre 0,15 et 4%. les éléments utllisés sont le thorium et moins couramment le
zirconium, le cérium et le lanthone.
la norme EN 26848 définit la codijicatlon des différentes compositlons, le repère est constltué de la lettre
Wpour tungstène (Wolfrom) suivi de l'iniHale de l'oxyde
utilisé (ou Ppour pur) et de 10 teneur moyenne en oxyde
.multlpliée par 10. les électrodes sont identifiées par un
anneau de couleur le cas échéant. Un second anneou
éventuel rose indique que l'électrode est composée,
c'estlHlire que l'oxyde n'est pos finement dispersé dons
la matrice mois déposé en surface (revêtement).
~J\f\.f\~
1\.1\.1
I::ETIM
INsnrrrr·
souDuNi
~ • COMPOSITION \l)fES ~R~crRl@~~$
....
ClNrtE 1fCHNlQUf
on INl>limJO
MeCANlOU<S
2 ~ DIAMÈTRE
l~r: (C@llll~~lNiü
IDMISSIBU
Pour une bonne stabilité d'ore, le diamètre d'électrode doit âtre adopté (j l'intensité souhaitée.
INTENSITË:
Faible
Forte
Correde
Arc s1lIble
Arc instable
Risque de projections de porticules
de tungstène
Arc instable
Risque de tronsfert de gouttes
de IUngstène
En conséquence, en fonction du diamètre de l'électrode, de sa nature et du lype de couront utilisé, des ploges d';ntensité sont recommandées:
Diamètre
de
l'électrode
(mm)
(ourom continu (A)
J (ou'ant alternatif (Al~
,-----------1
Eiedrode ou ~~!~l'_o.~~f__ .~-_-~ ..---.--.--
Élearolle au pôle ftégatif
05
W..'
2a 20
la
IO~7S
_._._-
1
O''-'-l-_W P"
W+
2G 20
_ 10075
W+ lhydu 1 . W",
1..".: 0'......1
2ô 1S
2G 15
15055
_lH70 __
100 20
_.__ i?_~.9~_. 600 ~~_
~
j
16
400 130 r----!o~~~_l--1.Q~JP
20
7S à 180 . i 100 0200 t--!~~~--- __I~~_L~~~.!.!!O-25
__ 130 0230 1170 0 2S~ 1 17à 30
170 30 _ -.!0~140
1200210
r------32
16003101._2250330
.70035_
20035
1
40
2750450 ~~;-~_+_ 35 .o...~ ~~-+ 180 0260 1 .2400350._
50
_400
~ 500 0675 . 50070 1 500 70 1 240 à 350
330 à 460
r--'---'
63
5500875 ! 650 à
6S 0100 i 65 à 100
300 à 450 . i 4300575
f--._-.
!
__
!
±~00190
95ôl
ÉLECTRODES RÉFRACTAIRES DE SOUDAGE TIG
15O~2~~
L
©cn1M2001
En polorité directe l'électrode (pôle négotif) émet les
électrons. On obtient une densité de couront forte sur
l'extrémité de l'électrode, un arc stable et une 1TJche an<;
dique étroite sur la pièce qui reçoit une forte énergie.
En polarité inverse l'électrode est réceptrice, la surface
émissive de 10 ~èce est plus grande et donc la densité de
courant sur 10 pièce plus faible ovec corrélotivement un
moindre apport d'énergie. Par conlie l'électrode reçoit le
flux d'électrons et oura tendonce à s'échauffer exagérément et à se détériorer.
Le couront admissible en fonction du diamètre sera donc
plus faible en alternatif qu'en continu avec polorité
directe. Il devro encore être plus limité en continu et palet
rité inverse.
3 • (~@~I ln: !l.i1m~ii(1l'~@Dœ
L'addition d'oxydes dans le tungstène permet d'augmenter le pouvoir émissif de l'électrode avec pour conséquences, un amorçage plus focile de l'orc et une
meilleure slllbilité de celui-ci associés ù une durée de vie
plus longue et à un moindre riSQue de contomînation du
cordon por des inclusions de tungstène. Il semble donc a
priori peu avanlllgeux d'utiliser du tungstène pur.
Cependant, en polarité inverse comme en couront alternatif, l'ajout d'oxydes n'évite pas une certaine fusion de
l'extrémité de l'électrode. Avec du tungstène pur, cette
légère fusion conduit à une extrémité hémisphérique
assez régulière, favoroble au soudage. Avec une électrode alliée, l'extrémité devient irrégulière, moins fovet
rob/e à un arc slllbie et présentllnt plus de risque de générer des contominotions de tungstène fondu.
(ourant continu
Polarité directe ou Inverse
Polarité
Electrode W+ 11102
1 Électrode
Recommandé
Wpur 1
+ U~I~oble pour ro~on économique
W + Ce02
W+ La0 2
sur des opplirntions peu critiques
ovec intensité rétLite
1
(ourant altematif
Ele<trode W + Th0 2
W+ ( e02
W+ La02
O
1"--::-:N-on-,-eco-m-m-a-nd7.é-
Electrode Wpur
W + z,02
O
~
Recommandé
ÉLECTRODES RÉFRACTAIRES DE SOUDAGE TIG
© ŒIIM 2001
Compte tenu des voleurs d'intensités admissibles et de la
tenue dans le temps des électrodes alliées avec des
oxydes, le meilleur choix pour le saudage des oders alliés
ou non, des alliages de Œivre, de nickel et outres est de
les utiliser en couront continu avec polorité directe. l'intérêt de la polarité inverse est, pour les alliages légers (Al
ou Mg), de briser et d'éliminer la pellicule d'oxyde réfroc·
toire recouvrant toujours ce type d'alliage. le couront
o~ematif permet dons ce cos de concilier cette action de
rupture de la pellicule réfractaire sur la pièce tout en Iim~
tont, durnnt la demi-pérîode en polarité directe, l'échOlrf·
fement de l'électrode.
• Sur le cordon de soudure:
Tous outres paramètres égaux par ailleurs, l'ongle d'offit
toge modifie la forme du cordon. Aintensité égole, l'aire
de la section du COrdOIl reste cOllshlnte mois la largeur et
la pénétration varient.
Plus l'ongle d'affûtage croll, plus la pénétration oug·
mente, le maximum d'évolution se produisant entre 15
et 45° corrélativement, la largeur du cordon diminue. Al}delil de 45°, l'évolution est limitée.
5 • C~OIX DE !L'AN'GU D' iF~ÛiAGE
Sauf en fonctiorvlernent en courant oIteroolif uliisé pailles
alliages légers où \' électrode n'est pas hlillée en pointe,
l'ongle d'affûtage aune inddeoce imporlnnte sur le soOOaJe.
Ce paramètre Iltervient SlK l'arc et SIlle cordon de soudure.
1
~
• Surl'arc:
EOIm, de rare ongle foible=orc en fonne de c cloche»
ongle importont =forme de «balle»
(constriction).
LOIIgueur d'arc plus l'ongle est impOl1llnt, ~us la Ion~r
d'orc est forte (il tension constante).
Pression d'Dre le maximum de pression d' OIC, qui cor·
respond aussi ou moximum de densité
de cauront 0 lieu pour un ongle d' env~
ron 45°.
Stabilité d'arc la meilleure stabilité d'orc est obtenue
avec un ongle assez faible et éventuel·
lement un petit méplat.
4\
n
Rtit@___ E\Hl[i)iiG@OO$
PiA'8'6QllJHES
• Soudage des alliages légers:
- électrode en tungstène pur ou avec additions de Zirconium,
- couront alternatif,
- sans affOtage, extrémité cassée (l'extrémité se forme
dès le passage de courant).
• Soudage des autres matériaux:
- électrode en tungstène ovec additions d'oxydes (Th,
Ce ou La),
- couront continu,
- polarité directe (- li l'électrode ),
- affOtage ovec un angle au sommet de 45 il 90°. Pour
éviter une surchauffe de l'électrode pour les fortes
intensités, on ufilise dans ce cas un angle fort, les
valeurs de 45° sont réservées aux intensités modérées. La voleur optimole courante est de 60°.
ÉLECTRODES RÉFRACTAIRES DE SOUDAGE TIG
©ŒIIM 2C()]
La longueur sortie de l'électrode do~ êtTe en gênéralla
plus petite possible mais bien évidemment en fonction de
la configuration puisqu'il faut également assurer une longueur d'arc assez faible.
Oeux autTes critères sont 0prendre en compte:
Économique: le tungstène pur est moins cher et peut être
utilisé pour les applications moins critiques où quelques
contaminations par le tungstène peuvent être admises.
Sécurité: quoique les risques soient lTès faibles, le-thorium étontrndiooctif, un usage intens~ surtout au niveau
ItKident
des offOtoges, nécessite de prendre des précautions
(masque et aspiration). rutiksotion de Cérium ou de LlI11"
thane présente les mêmes ovonlOges d'amorçage, durée
de vie et stobjl~ d'arc, SOflS cet inconvénient.
'1 • INClD~N'fS ET E ÈDr:S
Les incidents en cours de soudage peuvent avair des
conséquences sur la qualité du cordon de soudure et sur
la durée de vie de l'électrode.
Causes
i - - - - - - - - - - - - - 1------------------
Remidlls
Courant trop faible par rapport ou diamètre de O!oISllI'é!ectrode adoplée 00 coulOOl de salt
~a!18 ____________
l'électrode
------Éledrode
md
iIflMée
J-éolI01et
rélectrode lM!C 00 oogle Clllrecl__
--- -,-Électrode trop potntue
____ fROOffOter
lndJslons de 1IJngslène
l'électrode
--:------------Densitâ de courant trop farle ou naMe de
Inclusioos de tungslêne lMlC fusion
ChaIS" ooe é1&ctrode de ~ fM dklmèlre
l'électrode non appropnée
ou/et uNlser du tungslène OYe( od&Nons
de rélectrode
d'oxydes
.t.W.œe pokri!ê (êlectrode avec oxydes)
~ éledTode se désogège
Chooger ra pokrité
-----Tracs noire SIl oIMJaa'i l4œrs
Électrode oxydée
SooIOJl8r 10 ~ l'êIectrade (OIKemée
PolAJhon de rélectrade
_MouVOIse protection de l'électrode, piésence Vérifiet la proIectlOll gazeuse
Apparition d'une couronne de dendrites
d'oxygène dans le gaz de pm1lldion rappar~ Dimlnuell'lllenSlté
SUI le eGne de l'électrode
hon de dendrites est due il une présence d'l1
associée il une forle mlensi1é
Instob'iIé de l'arc
8 • CAS PARTICULIERS
• Rechargement
Dons cette opplicofion; on ne souhaite pas une pénétTation importante. On peut donc utiliser une aRmenlation en couIOnt continu en polarité inverse. L'électrode est en tungstène pur et l'intensité doit êtTe modérée.
• AlrKl!J9s légers de faihle épaisseur
Compte tenu des faibles intensités mises en œuvre, on peut uHliser, en l'absence d'électrode de tungstène de petit diamèlTe, non affOlée, une électrode plus importante ovee un affO~ge classique. L'extrémité fondro légèrement formont
ainsi la paHte calotte sphérique habituelle ou bout du cône.
ÉLECTRODES RÉFRACTAIRES DE SOUDAGE TIG
@(IfW2001
POUR IN SAVOIR PLUS
~@~Ii'i"
en saw@fil5' ~DilIï$
1.1• .e~ nos pu""elitlonJ
. . Étude sur l'apport de la technique
A-TIG au soudage orbitai
Étude 1C1950 - Décembre 1998
•
Étude des cycles thermiques du
soudage TIG-fil chaud
Étude 104360 - Octobre 1996
~@@11 fi'é~@lIDdre ~ W@$
~~œ$@5gu$ êdie qo, m~f}D@L!tl
le CrnM
organise ries sfage•
~ Soudage: connaître, choisir,
Stage de 2 journées pour maîtriser les
connaissances de base en matière d'assemblage par soudage pour effectuer
des choix rationnels de matériaux, de
procédés et de moyens de contrôle.
Pout se prO<llrer (es rapports d'étude, (oAtoder:
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Fox: 0344 58 35 39
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le département Mécanosoudage du
CETIM
Établissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35
Fax: 02 40 37 36 99
Des normes à eonnaitre
. . NF EN 26848 - Électrodes de tungstène pour soudage à l'arc en atmosphère inerte,
et pour soudage et coupage plasma - Codification.
DONNEfS !>RAHOUêS EN SOUDAGE
FICHE CONSEIL
CETIM
16
..
REPRESENTATION SYMBOLIQUE DES SOUDURES
INTRODUCTION.
f 'utilisolioo d'une symbolisolion correcte des soudures permet de tronsmellre nombre d'informations importontes sur
!...le type et les coroctéristiques de l'ossembloge. Le minimum obtenu ove< les symboles élémentoires cooceme 10 localisation de 10 soudure, le coté du soudage, 10 fOime de la préporolion et l'élément concernâ 10ISQUe 10 pcépmotioo est
dissymétrique. Aces données peuvenl s' a~uler des renseignements sur les dimensions des cOldons, leur forme extérieure,1o présence de support envers subsistonl ou non ainsi que le procédé, la position de soudage et le produit d'apport lItilisé. Les infOlmolions cHiessous cansistent en un résumé des données essentielles des nOlmes européennes
(EN22553 1502553) {en bleu} et oméricaine (ANSIjAWS A2.4-93) (en rooge). la norme AWS plus exhaustive en
porticulier poor les cotolions des Pféporolions, poor les péllélrolions et ~i permet également d'indiquer des résistllnces
mécaniques ne peut être reprise en inlégrnlité et on s'y référera pour les cos pllrticuliers.
Cependant pour une bonne efficocité, la symbolisalion doit élre comprise por l'ensemble du personnel concerné (bureau
d'études, produi1ion, sous-rroitonts, cootrôle-quolité ... ).
1 • SYMBOLES DE BASIE
• localisation de 10 soudur
t de ID préparation
La soudure est localisée par une ligne de repère (flèche)
com~étée par une Iigoo de référence (horizontolel. Cette
première partie de 10 symbol~ation permet:
• de localiser la soudure,
• pour les soudures dissymétriques, de définir leur
position par rapport à la ~gne de repère,
• pour les préparations dissymétriques, de définir
l'élément li usiner (1/2 V, 1/2 Y, Jl.
La flèche localise le joill soooé.
1 Pour les soudures symélTiques par rapport li l'époisseur
de la ~èce (ex: soudure pm résistance por point), la
ligne pointillée n'existe pas (EN) La ligne pointillée {ngne
d'idenlificotion} peut être indifféremment au-dessus ou
en dessous de la I~ne référence. Pour les soudures dissymétriques, si le symbole est du côté de 10 ligne continue (EN) ou au-dessous {AWS}, la foce extérieure de la
soudlKe est du coté de la flèche. Ou coté du trait pointillé
ou ou-dessus du Irait (AWS) la face extérieure de la soudure est du côté opposé. Cette foçon de repérer la soudure peut être trompeuse et amenel à ovoir les symboles
à l'inverse de la roolité (voir le second exemple).
Q;: QI'-
'--_ _- - J I l l
n~ [1,v-
~
INSTITUT'"
DE
SOUDURE
1
1
•
En co$ de prépllafion dissymétrique, la flèche est OIienfée vers la pièce qui subit la préparation. De plus (AWS),
10 flèche est brisée.
La symbolisation peut aussi bien être placée en vue de
côté (en coupe ou non) ou en vue de face. Dans ce deI'
nier ros, pour les soudures dissymélr~ues, cela ne suffit
pos pour indiquer ~ coté du soudoge.
SUI
SoiKUe5
bords relevés
SooOKe en V
J"-
SwiJres 5lJr bonis
droit'>
--
Il
V
Soudure BI1 dem~V
r
...
j
....
-y
Il
SoudUl1l d'.
l
Soudure en en1lJile
.
1
- ---,
y
y
~
'1
n
(ou en bouchon)
1
1
Soodura en I~ne
~
@
c=I~
11
1I't'll(
recOUYOO18f1t
SouOOre molette
Soudtxe en demi·V
aflonts droits
(EN22553)
Ces symboles constiruent l'élément principal venant
s'ajouter sur la ligne de référence et définissant la préplt
rafion ou le type de soudure à mettre en œuvre. Les symboles sont identiques pour les deux normes.
En cas de préparation ou soudure sur maque face de l'ossemblage, par exemple en double V(X) ou reprise
envers, ils sant combinés de port et d'autre de la ligne de
référence.
~
Soodrre lll1 Y
Soulbe en U
(ou . .)
• Prindpaux symboles
élémentaires de préparations
SooOKe en dem~Y
r--
Il
V
.
Souclre en demHJ
p-
ReJm al'èlIvlm
c=Q
Soulbe p<r ptjnts
E--
r
r'
•
j
CJ
3
0
14,-4~
Soucbe en V
afllmM
tEN22553)
Soubede~
(AWS)
r
"IJ
'LI.
~
Q9
REPRÉSENTATION SYMBOLIQUE DES SOUDURES
©CH\\\2001
3'
~
Forme extérieure
du cor on de soudure
Ces symboles supplémentaires permettent essentiellement de définir la forme du cordon de soudure:
- plot-- concove ..........-convexe ,.--....
~~ ENSION lM ;iNm
DES SOUDURES
le dimensionnement des cordons peut occompogner le
symbole de soudage.
~ absence de voleur il droite du symbole indique une soudure conNnue sur toute 10 longueur.
Souf indicotion contraire, les soudures bout il bout sont il
pleine pénétrotion.
r
• Autres symbo es <omplëmc;''ntoir s
- ,..du. fuil< 'If dontl.
longueur IÛI cordon ru ou nombre
de COIdons el /onguefJr de choque
él8menf (n x V
- soudure périphérMjue (sur tout le pourtour d'une pièce)
r
Cole prinâpok de kJ sedion du cordon
Ex : soudure d'ongle effectuée sur chontier, située coté du
repère avec cordon concove:
1
_
\..
la norme AWS permet de donner des informotions COI1l'
plémentoires sur les dimensions de la préparation et le
jeu éventu~ entre les deux pièces il assembler. Ces points
sont illustrés cHlessous, la voleur en bleu étont la seule
qui serait utilisée ovec la norme européenne.
Soudure en Vavec péné1rotion partielle, jeu = 0, pénâtrotion supérieure ou chanfrein.
REPRÉSENTATION SYMBOLIQUE DES SOUDURES
~Œnl.\2(10)
• (os particulier
des soudures d'ongle
la norme EN 22553 autorise deux coto~ons possibles
correspondant soit à la hauteur du plus grand triangle isocèle inscrit dons la sec~on soit à son côté. la cote doit
ètre précédée de a (pour la mesure de l'apothème) ou z
(pour la mesure de la jambe) ou s (pour la mesure de la
pénétro~onl.
4 • INDICATIONS
COMPLÉMENTAIRES
Pour les deux normes, des informo~ons complémentaires
peuvent être indiquées dons une fourche à l'extrémité de
la ligne de référence. On ytrouvera bien évidemment, le
procédé selon ISO 4063 ou AW5 (voir annexe 1) mois
aussi la posi~on de soudage (annexe 2), le produit d'apport ou bien encore les condi~ons de réoliso~on ou de
fjni~on de la soudure (comme par exemple la référence
à la collec~on d' échon~lIons témoins du (ETIML
....•...
•
5· EXEMPLES
Suivant la norme AW5, on indique simplement la cote Z
pour un cordon symétrique ou les deux cotés du triangle
dons le cos contraire. Ex: 6x4
V /
~ISO
1. Soudure en Vavec reprise envers, soudage manuel
électrode enrobée, position à plot, récep~on selon
ISO 5817, électrodes ru~les E51 2RR 22 selon ISO
2560 (chanfrein 50', jeu 1mm).
111/1505817 DI
ISO 6947 PA
-1
1
2560-E 512 RR 22"...-.,
/
~~~;t'
l'--~~~'----(''''WELD
REPRÉSENTATION SYMBOLIQUE DES SOUDURES
© mlM 2001
2. Soudure en double VllVec chanfrein de valeur différente sur les deux toces (80 et 40°).
/
Z\
1
3. Cinq soudures d'ongle de 60mm de long llV&( intervalle de 40mm (enlraxe 100mm). Soudures de pénélr(ltiOll 5et 9mm, gorge théorique 4et 8mm, cote z 5et 8mm.
5
60-100
8
60-100
4. Soudme de 3cordons d'ongle de 80 mm de choque côté du profilé.
REPR~SENTATION SYMBOLIQUE DES SOUDURES
@C11L\\2001
•
6" SOUDURES D'ANGLE, GORGE THÉORIQUE DE 4 M
,~>.
1
-
~I"
REPRÉSENTATION SYMBOLIQUE OES SOUDURES
Il:! Œn:.\ 2001
ANHUi 1 DÉSIGNATION DiS PlltDNCOPAUX PROCÉDÉS
a
Désigml1Îon du ptCKédé
ISO 4063
AWS
- - - - - - - - -...-----.. - - - - - - . - - -..- - - - - . - f - - - - - - - . - - - t - - - - - -
__
Swdoge
élecIrode enrobée
III
SMAW
- - - è.l'orc .aY8C
_._"
--'---------_._---_.~ lNe( f~ foumi fusible m; pr~ g~..
.
114
KAW
Soudage è 1'(]Ic SOUS flux en poocIlllMK fil électrode
121
SAW
-c~.,___--~-----------------e---·---------'--Soudage
è
l'
o
rc
SOUS lMe en prote avec éledrode en bonde
122
SAW
._._--_._-_..
Soudage ft l'(]IC lIYeC flllustlle sous goz mita (MIG)
131
GMAW
Soudoge
ft 1'....(]Ic
sous_gaz...._.o.odlf_..(MAG)
GMAW_ _
_ ..
_. _IMlCfillusilie
_.
._.._.
__..
..... __ ..
.._.
. 135
· Soudage
avec
61edrode
rêfroclllre
sous
gaz
merle
(TIG)
141
G'fAW
--"---------_._ .._... ... ... _--_.... _----- _._------- _._----•Soudage PlASMA
!..S_.
~Y!._. __._.
· Soudoge
poT rÉlSlShlnce por.. _-----_
poiI11s
21
RSW
.. __ ._-_._-_._-_
.._._._. __ ... _...._--.. __.. _--_._--· Soudage
ft
10
moIethl
pol
rBCOlMement
221
RSlW
---_._-_. ---_._-----_..__.__.._---_._.._-.-.. --_._-----------+-.
Soudage ft 10 molette por écrosement
222
RSEW
._-~-----
_-_ _---_
-------
- - " - - - - - - ' - - - - -.. - - - - - - - - - - - - . - - .. .o. - - - - -.-----.-. ------...
Soudage pm bœsoge
---. - .._.--
-
__
23
__
t--..---.-.-.---..-
PW
r--------
Soudage
0XYllcélylèmque
'311
OAW
--_.
._-_._----------- .. .... _------- -------_._-------Soudoge
pol
fnc1lon
42
FRW
.
---_.. _._---_._. ._._-_._-..
._- ------_._-Soudoge sous IDlher
72
ESW
·..------..- .
.-t--.------Soudage DU DS8I
151
LIW
---..-----.-.--...-----------...----------- - - - - - - - 1 - - - - - - ·l Soudage
pol ltMsceOlJ d'éledrons
16
E8W
==-"-'-=:c:....:....c...:..:.....:......
.
.
.__. '--- -----------.-.-...-----------.
Soudage ft l'arc des IlOOlOOS
111
5W
·
__
-_._-_ __
ANNEXE 2 DÉSIGNATIOH DES POSiTIONS DE SOUDAGE (ISO 6947)
m
TERME
DESCRIPTION
SYMBOLE
-------1----_._.._ Pmn ft plot
TrIMliI ft l'hollZontole ovec axe de some verticol, couche ~
PA
nwe sur le dessus
--------POSition en CDll1Khe
TrIMliI à l'hollzontole, couche supéneIKe V&~ le hoot
PB
~---Travail ft l'hollzontole, axe de swdUfe horlzonlul
PC
POSItion honzontole
PosrnOri"honzontole DU p/~----- Travail ft ('hoflzontole, au p/ofond, couche supêneure YeIS le bas 1--------PD
--1----IIMJII ft l'OOIiZonto/e, au iMond, axe de mie vetfKol cooche
POSIlIon DU plafond
PE
supéneure en dessous
IIMIiI en roonloot
POSlhon vertKoie en monloot
PF
Poslhon vertlcole en descendant
lrlMlil en descendont
PG
_ _ 0-
----_._---------_.f------------------.-
REPRÉSENTATION SYMBOLIQUE DES SOUDURES
~mIM1001
POUR EN SAVOIR
PLUS
-
Pour en
I.i.e~
$@w@~rr ~m~$
~@tYJ[j' li'éf}!l@OOl~hl'e @:; W@Si
rmœm@ihw~
nos pulJlication.ll
fSfIœ
{f@!r~(qJt'1i@ffi!
le C.rrlM
organise fi • st"fl••
~ Mécano-soudage: conception
Réf.3G13
Un ouvrage de référence
<i>
Souciage: connaître, choisir,
ééci~er
Pour se procurer ces rapports d'élude, œnlacler:
Stage de 2 jours visant à transmettre les
connaissances nécessaires pour choisir
les procédés de soudage les mieux
adaptés, définir les spécifications...
le service diffusion du CETIM
Tél. : 03 44 58 33 06
Fax: 034458 35 39
Pour loul renseignement concernant ce stage,
contacter:
Pour contrôler vos soudures une II
valise de moulage de 18 soudures
d' angle représentant la bonne pratique est dlsp'onible au département
MécanosouClage du CETIM.
le département Mécanosoudage du
ceTiM
Établissement de Nantes
CETIM • Établissement de Nantes
Tél.: 02 40 37 36 35· Fax: 02 40 3136 99
Des normes
•
Tél. :02 40 37 36 35
Fox : 02 40 37 36 99
Ô
eOlu.altre
NF EN 22553 • Joints soudés et brasés - Représentations symboliques sur les dessins.
•
NF EN 24063 • Soudage, brasage fort, brasage tendre et soudobrasage des
métaux - Liste des procédés et des numérotations pour la représentation symbolique des dessins.
FICHE CONSEil
CETIM
17
,
;
REGLES PRATIQUES DE REALISATION
DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEII.J.EUR
, COMPORTEMENT EN
... FATIGUE
SOUDAGE A L'ELECTRODE ENROBEE
;
Règles IUIxquenes doivent satisfaire
les cordons exécutés ci phlt (position PB)
• (ordon symétrique, non déversé:
(1/(2 ~ 0)5 et (2/(1 ~ 0,75.
• Bombement limité:
f < ~ avec une voleur rnoxi de 2mm, ou cordon
plot ou concave.
1
• Absence de caniveau..
• Royon de roccordementr] et r2 visibles 0l'œil nu, ce
qui assure un rayon minimum de 1,2 mm.
Remarque - ifpeut suffire qu'un seul pied de cordon (roc-
C2
1 • DÉFINITION
DE LA « FORME AMÉLlOUE lt
Des campagnes d'essais de fatigue effecluées à l'InsHtut
de Soudure, dans le cadre d'érudes financées par le
CETIM, ont montré qu'il était possible d'obtenir de façon
fiable et répétitive une amélioraHon des periormances de
tenue en fatigue des soudures d'ongle simplement en
respectant les règles relatives 0 la morphologie du cordon énoncées ciilprès. Dons la suite de cette fiche la
forme des cordons résultont du respect de ces règles sera
désignée sous le terme: «forme améliorée».
INSTITUTDE
SOUDURE
cordement inférieur ou raccordement supérieur) présente
un rayon visible àt'œil nu, si ce pied de cordon est le seuf
d être sofficité en fatigue.
• Règles auxquelles doivent salisfaire
les cordons exécutés en montant
(position Pl)
• (ordon symétrique, non déversé:
(1/(2 ~ D,BD et (J(1 ~ D,BD.
• Bombement limité:
f < ~,avec une voleur maxi de 2mm, ou cordon
p~t ou concave.
OONNW PRI\TlQlIES EN SOUDAGE
Œ-k~-
,pmE rtOiNlOUl
Of! INOUSWi5
""lGl~OUf~
• Absence de caniveau.
• Côtes fines (cf. cillprès paragraphe 3).
Remarque· lo présence de entes, inévitable en position
montante, fuit que 10 voleur du myon de roccorrJement
varie d'un point à l'autre du cordon. lorsque ces côtes
sont fines le myon reste compris entre 0et 2mm, le cor·
don ayant alors un comportement en fotigue similaire à
celui d'un cordon présentant un rayon uniforme de
1,2 mm.
avec des «soudures lypes», comme celles figurant dans
la uolledion témoin pOlIr la défInl.tion d'une qualité
supérieure» du (HlM pourra aider lors de l'examen
visuel, notamment pour apprécier III régularité et la
~nesses des côtes des soudures en positian montante.
~
n
filè!leJ 9énéll'~les
a!J'exéciIltioll1J perml!ttmn~
0'ob~~llIliiofj; Cie eGII «~ormle
élÎoré
2· INTÉRÊT
DE U «fORME .œl!.üCR~~»
Lès cordons présentant une «forme améliorée» montrent
une tenue en fatigue augmentée d'environ 3D % en
terme de contrainte par rapport aux cordons de qualité
d'exécution courante.
»
4.1 Posilion à plat, co d n
SOIIS
n passe,
mouveme.nt rronsverso!{
StJudage a l'él drode nrobée
La «forme améliorée» peut être obtenue tant avec les
électrodes basiques qu'avec les électrodes rutiles, mais
seules les électrodes rutiles présentées explicitement
comme «spéciales pour soudures d'angle» par les
3 • OSTEIH110N
fournisseurs de produits d'apport permettent d'obtenir un
DIE lA « rFOR..JlAE AMÉLIORÉE»
rayon aux raccordements supérieur et inférieur. Dans tous
les autres cas le rayon visible il l'œil nu n'est réalisé
La «forme améliorée» peut ,ê.tre obtenue ~a.r tout sou-, qu'au raccordement supérieur. Il est alors nécessaire de
deur normalement formé, utilisant un maténel de sou· disposer l'assemblage lors du soudage de façon il ce que
dage standard. Cependant il est nécessaire d'une part de ce soit le pied de cordon qui sera ultérieurement sollicité
respecter certaines règles quant au choix des produits en fatigue qui présente ce rayon,
d'apport et des paramètres de soudage et d'autre part,
en fonction de ces choix, de se limiter il certaines plages
de hauteurs de gorge théoriques. Le point 4 de la présente fiche explicite ces règles de choix, en fonction des
procédés et positions de soudage. Pour aider il la mise en
œuvre pratique de ces règles, le point 5 présente de
façon détaillée un éventail de réglages optimisés susceptibles de servir de base de départ.
Il pourra éventuellement être utile de procéder il un
entraTnement complémentaire du soudeur, de façon fi
assurer son aptitude il mettre en œuvre ces règles parttculières de soudage de manière répétitive et fiable. Le
contrôle de l'obtention de la forme améliorée repose sur 1
un examen visuel (absence de caniveau, rayon visible au
raccordement) et l'emploi de calibres (déversement, ....-_ _~_
bombé, hauteur de gorge apparente). La comparaison
RÈGLES PRATIQUES DE RÉALISATION DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEILLEUR COMPORTEMENT EN FATIGUE
@cmM2001
('est essenfiellement par le moix de Vlntensité qu'il est
possibfe de réaliser la forme améliorée. En dessous d'un
certnin seuil d'intensité, qui dépend du type d'électrode
ufilisé (d paragraphe S) il est impossible d'obtenir la
forme améliorée. Aportir de ce seuil, augmenter l'intert"
sité améliore le raccordement et diminue le bombé, mois
augmente le risque de dissymétrie (déversement). les
électrodes améliorées «spéciales pour soudures d'ongle»
sont particulièrement sensibles è ce risque.
Du fait des contraintes relafives li l'intensité, la plage de
gorges tlJéoriques compafibles avec la forme améliorée
est étroite: les meilleurs résultats sont obtenus en
recherchant une gorge théorique voisine de 4mm
4.2 Position vertical montante,
(ordon monoposse avec ou sons
ouve ent transversal, soudage
iJ l'ôlccfrodc enrobée
Quel que soit le type d'électrode la forme améliorée ne
peut pas être assurée pour la gorge de 4mm réalisée en
une passe, mais uniquement pour les gorges d'ou moins
6mm obtenues en soudage mulfiposse.
4.3 Position verticole montontc,
(ordon moltipasse, soudag
à l'éledrode enrobée
En basique comme en rutile la forme améliorée est COITt
patible avec des gorges de 6mm réalisées en deux
passes et avec des gorges de 9mm réalisées en trois
passes, avec mouvement transversal de l'électrode.
~obtenfion de la forme améliorée dépend d'une port de
l'optimisation du courant de soudage et d'autre part de
la maîtrise du mOllvement transversal. Une intensité
trop faible conduit à des irrégularités de formes trop
importantes, une intensité trop forte accenhJe le bombé
du cordon et provoque l'apparifion de caniveaux. ~ alTt
plitude du mouvement transversal et la durée des temps
d'arrêt sur les cotés influent directement sur le bombé du
cordon et sur la qualité des raccordements.
4.4 Position ve.rtÎC'ole montonte,
cordon muhiposse, soudage MAG
ovec fil massif
ln forme améliorée peut êtTe obtenue pour des cordons
réalisés en deux passes, conduisant à une hauteur de
gorge de 6mm, et pour des cordons réalisés en trois
passes, conduisant à des hauteurs de gorge de 9mm.
Dans tous les cos toutes les passes seront effectuées avec
mouvement transversal. Comme pour le soudage è
l'électrode enrobée, l'obtention de la forme amélÎorée
passe par la recherche de l'intensité optimum (pas trop
faible de façon à éviter les irrégularités de forme et pas
trop forte de monière à limiter le bombé du cordon) et por
la maîtrise du mouvement transversal. Ce dernier deVra
être régulier et symétrique, avec des temps d'attente de
choque côté identiques et suffisamment longs (environ
2s), et une amphhJde suffisante pour limiter le bombé.
4.5 Position yertj(ole mon Qnte,
(ordon multipasse, soudage MAG
fil founé a~ec gaz
La forme améliorée est réalÎsoble pour le soudage en deux
passes, avec les fils fourrés rufiles et les fil faurrés sans
laitier, pour des hauteurs de gorge de 8 ci 9,5 mm.
Pour les ft~ rufiles les intensités seront choisies dans le
milieu de la plage de réglages préconisée par le fabricant. Selon le ftl, le premier cordon sera déposé avec ou
sans mouvement transversal. le deuxième cordon sera
toujours déposé avec mauvementtransversal simple
le cordon présente un aspect plus lisse que ceux obtenus
en soudage MAG fil massij.
Pour les fils fourrés sans laifier les meilleurs résultats sont
obtenus en utilisant un (auront pulsé. La première
passe est déposée sans mouvement transversal, la
deuxième r.asse étant déposée avec mouvement
tra~sversa. le cordon présente un aspect proche de
celUI des cordons déposés en MAG avec fil massif.
RÈGLES PRATIQUES DE RÉALISATION DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEILLEUR COMPORTEMENT EN FATIGUE
© mlM 2001
Il
5 • EXEMPLES DE RÉGLAGES
Soudage à plat monopasse sans mouvemenllrlllsversal
P,océdil
1Gorg.! Paramètres de solidage 1
Remare,ues
: (mm) i
......---produn
-.-- d'oppor'
-- ---- - ······-·-·-1----1"-·.
-..------..-..-.,-; -.. - -..-- ---- -_.._ .._
--' -Sectrode ervobée ""ne asuelle
. 4!
" 4 mm
~ Royon ou roccordement supérieur oolQUement
.+-_._._.1.~Q_~_2~~~ .. ... -J..for~~.
.
. ...
..._. ..
. ÉledTode enrobée rulile i enrobog. i 4 1
Il 4 mm
! Royon cux deux rDccoroomerm Corrlon conœve Déverse
!rI~~.I~.~lI-rt.~~'!.
+__oo. Loo _.. _)~O.~.~O.!-_ .. ~!1!n'!yJ..trop fo~~ ...." ..__.
._.._... .
aectrode enrobée bQS/que asuelle
! 4!
lJ 4 rm1
i Royon cu roccordement SlJIIértelt ulliquemelll
i
1400 175
A
i CDrrlcn légèIement bombé "...,-----. ------_. t! · -. y-_- -- _
,.----.-.-------.
~lectrode elVobée basique rendemenl 1 4 i
Il 4 rm1
1Royon DU rocconlement supélielr U!lI~t
_"oA_ . . . . . . _ . _ _ ._ ..
---.-.---.-.--L-..__
.
1::-;-~ b~d~~;sPid~le ~~+ -._~.- ·-·..1.~t~~~~- -·---H:n~;~~. SlJII~r'~i'" .- . . .
cordon d'anglerendemllt 150 ~
! 4:
160 0 220 A
1Cordon plot Déversemeot slillOp furie
Soudage en posilion verlitale monlante monopasse sans mouvernelll transversal
Ce lype de soudage li l'électrode enrobée et quelle que so~ ~ famille de produit ufilisée est incompatible avec l'ohtenlïon de la forme améliorée.
RÈGLES PRATIQUES DE RÉALISATION DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEILLEUR COMPORTEMENT EN FATIGUE
@cmMZOOl
Soudage en position verticale montante multipasse avec mouvement transversal
Procédé
1 Gorge Laramètres de $Oudage
_produit ~a1P~~~_
_ _________
mm
6
i
!1 1" passe.75 112,5
A
!
sons mouvement 1ronsversol
1
2° posse 8 3,2 mm
1
95 A
i1
1
avec mouvement tronsversol
1
1
Ëlectrode enrobée basique
1° passe 8 3,2 mm
1
110 A
sons mouvement 1ronsversal
1
2°
passe
8 3,2 mm
9
110 A
ovec mouvement 1ronsversol
go passe 13 4 mm
150A
r-------10 passe 13 2,5 mm
6
70 il 80 A
sans 0mOlJvement transversal
2 passe 13 3,2 mm
85 ~ 120 A
avec mouvement tmnsversal
10 passe 113,2 mm
Ëlectrode .nroll" rutn.
9
96 il 105 A
sans mouvement transversal
2° passe Il 3,2 mm
98 ilm A
ovec mOlJvement
transversal
0
3 passe -04 mm
l18il132A
1
i
1
1
1
1
Remarques
-----.--------,--.--------
Lors de la 2° posse SI 1foible (80 Al. coolon irrégUI8I'
Sil fort (11 0Al morsures
1
1
+--Lors de la 3° passe' Sil dépasse 150 A: morsures
.--------1
En Dugmen1llnt le temps d'attente sur les cOtés, passlb~
lité de cordon concave sons caniveau
Cordon faiblement bombé, sauf SI prolongollon des temps
d'arrêt sur les côtés.
1
Cordon légèrement bombé -nécessOlre de prolonger
suffisamment les temps d'orrêt sur les côtés
RÈGLES PRATIQUES DE RÉALISATION DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEILLEUR COMPORTEMENT EN FATIGUE
© ŒIlI!. 2001
POUR EN SAVOIR PLUS
POUl'
en
sany@i~ p~us
Pour trép'onèlre ., vos
besoIns ile fOir lali<Gufl
Usez nos pu'dlcatlofts
•
Étude de l'amélioration des
formes des soudures d'angle pouvant être apportées par un soudeur normalement formé en vue
d'une meilleure tenue en fatigue.
Étude 11200 Partie 2
Octobre 1991 - 35 pages
Rapport Institut de Soudure
n027519
I.e CITIM
organ;... des .tag••:
~ Soudage: connaître, choisir,
décider
Stage de 2 jours visant à transmettre les
connaissances nécessaires pour choisir
les procédés de soudage les mieux
adaptés, définir les spécifications...
Pour se procurer ces rapports d'étude, contlKler:
le service diffusion du CETIM
Tél. :03 44 58 33 06
Fax: 03 44 58 35 39
Pour tout renseignement concernant ce stage,
contllCler:
Uft rodu'.
Une valise avec 18 témoins de soudure d'angle moulée p'ermet d'ef- .
fectuer le contrôle visuel de 10 qualité des soudures. Les moulages
peuvent servir de référence en
Interne ou dans la passation de
marché de sous-traitance.
t
le département Mécanosoudage du
CETIM
Établissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35
Fox: 02 40 37 36 99
i
De.. normes
•
connaifre
NF E 83100-1 - Construction d'ensembles mécanosoudés - Techniques de soudage
- Partie 1 : Généralités: terminologies - classes de qualité de soudure - Étendue
des contrôles.
nONN.ŒS PRATIOUES EN SOUCAnE
...
,
REGLES PRATIQUES DE REAIJSATION
DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEILLEUR COl\t!PORTEMENT EN FATIGUE
SOUDAGE MAG
Règles IIPXqueHes doivent slltislllire
les cordons exécutés li plllt (position PB}
• Cordon symétrique, non déversé:
C1/C 2 ~ 0,75 et CJC] ~ 0,75.
• Bombement limité:
f < ~ / ovee une valeur moxi de 2mm, ou cordon
Cl
plot ou concuve.
C2
1 • DÉFINITION
DE LA « FORME AMÉLIORÉE ))
Oes campagnes d'essais de foligue effectuées Il l'Institut
de Soudure, dons le cadre d'études financées pur le
mlM, ont montré qu'il étuit possible d'obtenir de fuçon
fiable et répétitive une oméliolOlion des performances de
tenue en foligue des soudures d'ongle simplement en
respe<tunt les règles relatives Il la morphologie du cordon énoncées ci1Jprês. Dons la suite de cette fiche la
forme des cordons résultunt du respect de ces règles sera
désignée sous le terme: «forme améliorée». .
INSTITUT"
DE
SOUDURE
• Absence de caniveau.
• Royon de lOccordement ri et r2visibles à l'œil nu, ce
qui assure un royon minimum de 1,2 mm.
RemarqIe -il peutsuffire qu'un seul pied de cordon (mc-
cordement iTTférieur ou raccordement supérieur) présente
un rayon visible à l'œil nu, si ce pied de cordon estle seul
ôêtre sollidté en fatigue.
• Règles IlUxqllelles doivent s,,'islllire
les cordons exÎcutÎs III mont"nt
{positio" PFJ
• Cordon symétrique, non déversé:
(1/(2 ~ 0,80 et CJC] ~ 0,80.
• Bombement limité :
f < ~,ovee une valeur maxi de 2mm, ou cordon
plat ou concave.
~~
CI.Nnt.,~!
01$ INOU$1ltf'$
M!O.NlOUfj
.•
• Absence de coniveau.
• Côtes fines (d. ci-après parngraphe 3l.
Remar~ue . La présence de cOtes, inévitrJble en position
montrInte, fait que la valeur du rayon de raccordement
varie d'un point à l'outre du cordon. lorsque ces côtes
sont fines le rayon reste compris entre aet 2mm, le car·
don ayant alars un comportement en fatigue similaire à
celui d'un cordon présentant un rayon uniforme de
1,2 mm.
avec des «soudures Iypes li, comme celes ~rnnl dans
la «colledion témoin pour la définition d'une quotité
supérieure ~ du CETIM pourra aider lors de l'examen
visuel, notamment pour apprécier la régularité et la
finesses des côtes des soudures en position montonte.
IJJ • !llèg~e$ gœmléll'(Vl~eJ
d' exéuuaa~n pili?'!I'IUi!~~llllBflft
D'$tlDee~tDo~ dil ICl « fcrlmlle
;JlIménoS'ée»
2" INTÉRÊT
DE U\ « ~CR E AMËlIO
E»
Les cordOl1s présenlllnt une «forme améliorée li montrent
une tenlle en fatigue augmentée d'environ 30 % en
tenne de contrainte par roppart aux cardons de qualité
d'exécution courante.
3 ~ OBUNTiON
DE LA « fOR EA 1UORiE »
La «forme améliorée» peut lllTe obtenue par fout soudeur normalement formé, utilisant un matériel de soudage stnndard. Cependant il est nécessaire d'une part de
respecter certllines règ les quant au choix des produits
d'apport et des paramèlTes de soudage et d'autre part,
en fonction de ces choix, de se limiter ~ certllines plages
de hauteurs de gorge théoriques. Le point 4de la pr&sente fiche explicite ces règles de choix, en fonction des
procédés et positions de soudage. Pour aider ôla mise en
œuvre protique de ces règles, le point 5 présente de
façon détaillée un éventoil de ré~ges optimisés susce~
tibles de servir de base de départ.
Il pourra éventuellement lllre utile de procéder à un
entratnement complémenlllire du soudeur, de façon ô
assurer son aptitude à metlTe en œuvre ces règles particulières de soudage de manière répétitive et fiable. Le
conlTOle de l'obtention de la forme améliorée repose sur
un examen visuel (absence de caniveau, rayon visible au
raccordement) et l'emploi de colibres (déversement,
bombé, hauteur de gorge apparente). la comparaison
4.1 Position 0 l: (ordo mo op Sise,
sans mouvement transversal,
soudQge MAG Q"ê( tU Q~·if
En couront continu la farme améliorée s'obtient le plus
facilement en régime intermédiaire. L'crc long permet
égolement d'obtenir cette forme, avec un bombé un peu
~us marqué. L'arc long en régime pulsé donne des résu~
lots comparables au régime intermédiaire. De même l'ult
lisation d'un gaz ternaire Ar + 5%CO 2 + 4%H2 améliore légèrement le bombé. L'arc court est à exclure.
Dans tous les cas le raccordement n'est obtenu qu'au
raccordement supérieur.
La forme améliorée est compatible avec des gorges
théoriques de 4 à 6 mm. Au-delà il est nécessaire de
poSS91 ou soudage multipasse.
RÈGLES PRATIQUES DE RÉALISATION DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEILLEUR COMPORTEMENT EN FATIGUE
@ŒTlM2001
4.2 Position a plot, (ordan muhipass ,
sous mouvement transversal,
soudage MAG avec Iii assit
Dés qu'il est nécessaire de réaliser des gorges supérieures
li 6mm la forme améliorée implique le recours au sou-
dage multipasse : 3 passes ~ur des gorges de 8mm et
6 passes pour des gorges de 12 mm.
En courant continu, pour la gorge de 8 mm en 3 pllSSes,
le meilleur profil est obtenu en régime d'arc intermédiaire, en portant une attention parhculière fi la tenue de
la torche et à la position du fil. l'inclinaison de la
torche, qui doit être conservée pour les trois passes, est
de 45° por rapport fi la tOle horizontale, et de 60° dans
le sens du déplacement. les positions optimoles pour le
point d'impact du fil sont:
~ la ligne de joint en racine pour la première paSse,
- le raccordement inférteur de la première passe pour la
seconde passe,
- li trois millimètres de la tôle verhcale pour la troisième
passe.
En ophmisant les paromètres électriques (cf. paragraphe
5) il est passible de réaliser une soudure plate avec des
raccordements visibles aux rayons supérieurs et inférieurs.
En courant pulsé un résultut similaire peut être obtenu,
mois il est alors nécessaire de modifier la tenue de la
toiche et le point d'impact du fil pour chacune des passes,
comme indiqué sur les schémas c~dessous :
Pour la gorge de 12 mm en six passes, le meilleur profil
s'obtient en régime d'arc long. la torche doit être tenue
è60° tant pour l'inclinaison por rapport li la tOle horizontale que dans le sens de l'avance par rapport au cordon. La posihon de l'impact est donnée li la figure cMles'
sous:
En ophm~ant les poramètres électriques il est possible
d'obtenir une soudure avec un profil plat et des royons
visibles aux raccordements supérieur et inférieur, mois la
plage de réglages permettant d'obtenir ce résultat est
étroite et dépend du ftl ufflisé.
4
RÈGLES PRATIQUES DE RÉALISATION DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEILLEUR COMPORTEMENT EN FATIGUE
@([lLll2001
.
•
gorge de 6mm, et pour des cordons réalisés en trois
passes, conduisant à des hauteurs de gorge de 9mm,
Dans tous les cos toutes les passes.seront effectuées avec
mOllvement transversal. (omme pour le soudage à
l'électrode enrobée, l'obtention de la forme améliorée
passe pOl la recherche de l'intensité optimum (pas trop
faible de façon à éviter les irrégularités de forme et pas
trap farte de manière à limiter le bombé du cordon) et
pOl la ma1lrise du mouvement tronsversaL Ce dernier
devra être régulier et symétrique, avec des temps d'attente de chaque côté identiques et suffisamment longs
(environ 2s), et urie amplitude suffisante pour limiter le
bombé.
.3 Po 'it'on verticole onlante,
monopa~se, avec ou sa
mouvement fI' nsvcrsol,
soudage MAG
Quel que soit le mode de tmnsfert (me intermédiaire, OIC
long, pulsé) la forme améliorée ne peut pas être assurée.
Cette forme améliorée peut être réalisée uniquement en
soudage multiposse. .
4. Position v rlicaJ montante}
cordon multiposse, soudog MAG
ove, fil assif
La forme améliorée peut être obtenue pour des cordons
réalisés en deux passes, conduisant ô une hauteur de
5 EIEMPUS DE RÉGLAGES
n
Scudage à plat mOitopasse sans mouvement "lI1sYersal
P'ctcéclé
produit d'appot1
. ---- ..__.
i Gorge 1 l'mamelles de soudage
: (mlll) j'
!
i
i Rayon ou roamlement supénelJr unKfuernent
. . _.L.. _
4
_ --.- ---.- -- - -
i
réoole d'Olt n1erméOore
111,2 nvn
Remarques
1
r--··· .. -.-- ----
-..---.--
-------------.--.
POUf Uélevé cordon ~us plat mas nSQue de conl'leüu
200 A
!
!
22028 Y
i
i--.---~--.- 46 tm/lIln
.__ j.
.
....
; 6 1 réarne d'lJt mlelmédoll9
! Possix!rfjj d'obtenr un lafon oux deux roccolilements
1
Bl,2 mm
1 SI 1ou U !Top folts· nsque de déversement
.
260A· 30 v
1
22m/lIln
'1'
1
,
1-.. ·4·-··T·---fii~1~oOO--1·~~~~{:r:nl~~::~:-·-··-·
L_.__.6. _+I__.__
jli~~
'
d'llIt
!
i
!
i
régll1le
1
,
long
B1.2 mm
320 A-33 V
29 an/mm
.J-..-. -----------.i Royon au roccordemenl supérieur seulement
1SI UIrop fort . rlSlJle de déversement et (lJIIveaux.
1
!
r- -~·--r--·_···-~-~~m-··-·_·····-r ~~~:~~~~~i~C:~du~ ~~ .-1
l
1
'
1
Il
,
1
.
Ip• - 350 d4DOA
vh1 =3,4 m/lIln
Fréquence. 50 Ô150 Hz
U 19,5d22V
1SI Uet I~( lIop folt . nSlJU8 de «lIlVeaux.
1
1
RÈGLES PRATIQUES DE RÉALISATION DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEILLEUR COMPORTEMENT EN FATIGUE
~
ŒI1M 1001
Soudll!le en posItion verticale montante monapasse sans mouvementlransversal
r'
Procédé
prtduit d'apport f--'---
6
/MG ft nu massif
(Ar +C02l
Paramètres de sooàage
(.m)
-.
9
Remarquts
1""'' ' __
1
î··-·-···----·----------
1°plmll.01mm
Mouvement lIonsvelSlll Jéguller et sym6tr1que.
1000 110A 190 21 V
mouvement ITOnsversol
omplmJde. 2mm
20 rosse. 9 1mm
90000A 19ë20V
mOllYement ITOnsversol omplltude
11 mm temps d'orJ61 2s
1° ~osse fJ 1mm
120630Al9021V
mOllYement ITOnsversol omplitude_
2mm
2° posse· fJ 1mm
120 A20 a21 Vmoovement
lTonsversol amplitude. 10 mm
30 passe: 01mm
110 a120 A20V
moovemenllTonsversol amplitude:
15 mm
Soudage à plat muillpasse SCIIS IIlOUVtment transversal
Procédé
produit d'apport
Gorge
8
MAülil.maR"
(Ar+~l
ParClllètres dt soudage
Remarques
(mm)
12
01,2 mm
sses
220 a2838°A29 à 31 V
27 a30 cm/mm
9 1,2 mm
320 à :fa8asses
A31 à 33 V
Cordon plot
Possibilité d'obtemr un myon aux deux rtIccordements
Cordon plot
Possibill1é Il'obteml un IlJ'(On aux deux raccordements
40 cm/1rII
RÈGLES PRATIQUES DE RÉALISATION DE SOUDURES D'ANGLE
AYANT UN MEILLEUR COMPORTEMENT EN FATIGUE
~
ŒnIA 2001
POUR EN SAVOIR PLUS
iP@WI'
en sa,,@§rj·
ph~s
'@U!i' N~c!J&d,'.
à vos
bes@ÜiIils éle 10...._ -Ion
Lisez IIOS pul"'cII"Oll.•r
. . Étude de l'amélioration des
formes des soudures d'angle pouvant être apportées par un soudeur normalement formé en vue
d'une meilleure tenue en fatigue.
Étude 11200 Partie 2
Octobre 1991
Rapport Institut de Soudure
n027519 - 35 pages
Pour se prlKUrer ces rapports d'étude, ClIntader:
le service diffusion du CETIM
L. CI"M
organis. de~ slages
•
Soudage: connaitre, choisir,
décider
Stage de 2 Jours visant à transmettre les
connaissances nécessaires pour choisir
les procédés de soudage les mieux
adaptés. définir les spécifications...
POl/I' taut renseigntllltlllt (oncemcmt ce stage,
contacter:
Tél. : 03 44 58 33 06
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le département Mécanosoudage du
CETIM
Un pl'odult
Une valise avec 18 témoins de soudure d'angle moulée p'ermet d'ef·
fectuer le contrôle visuel de la qualité des soudures. les moulages
peuvent servir de référence en
mterne ou dans la passation de
marché de sous·traitance.
Des
DO
Établissement de Nantes
Tél. : 02 40 37 36 35
Fax: 02 40 37 36 99
s . conllalfre
~. NF E 83100-1 • Construction d'ensembles mécanosoudés - Techniques de soudage
- Partie 1 : Généralités: terminologies - classes de qualité de soudure - Étendue
des contrôles.
DON~IEES
PRAnQUES EN SOliCAGE
FICHE CONSEIL
CETIM
20
,SOUDAGE ...DES ACIERS
RESISTANT A L'ABRASION
our de nombleuses opplim1ions telles que godels de pelletauses, lames d'o!lllque, biJdoge de tornbours de Iessiwge,
rouleaux, goulot1lls de Ironsport, glissiêres, le mémnicien fait appel ades OOelS résislunls li l'obrosion.
la ~uport des sidérurgistes en commercialisent avec pour cllIoctérislique p!Ïn<Ïpole 10 dureté.
(es octelS, loIS de leur mise en œuvre, sont oppelés li être soudés. Cornille tenu de leur chimie pOOic~re, il convient d'opporter gmnd soin li l'opémtion de soudoge.
P
1 • Trois prindpales familles
·
. d
.
1
..
ContrOirement aux aCIers e constTuc11on, es aGers an11-
12 . Les aciers de construction
à 690 Mpa
abrosion ne sont pas normalisés. Il s'agit d'aciers de Ces aciers sont vendus. avec ooe gorontie sur ia limite
marque pour la plupart. Choque sidérurgiste, en foncoon d'élasticité d' nu moins 690 MPn. Ils sont parfois détourde son expérience, doit développer des solutions ~us ou nés de leur vocotion première pour servir d'acier anlimoins originales pour offrir une résistance aux sonicitlt abrasioo (cos des glissières).
lions tout en conservant une bonne soudobilité.
Il est possible, malgré tout, de classer les aciers anti-(]bro- 2.1 Ch mie type
sion dons trois grondes familles en fonction de la dureté C: 0,17 - Mn: 1,30 -Si: 0,30 -S: 0,003 -P: 0,010nominale offerte, c'est d'ailleurs souvent le seul critère Ni: 0,05 -Cr: 0,05 - Mo: 0,13 - Cu: 0,2 garanti :
V: 0,06 -B: 0,002.
1. les aciers Il 32 Hrc
la composition chimique de ces nuances d'aciers les rend
2. les aciers Il 400 HB
plus ou mails soudobles. Ce sont des aciers Il bas car3. les aciers Il 500 HB
bone obtenant leurs coroctéristiques méconiques par un
Accessoirement, dans certaines ap~i(Qtions peu abm- traitement thermique de type !Tempe et revenu. les
sives, on peut avoir recours à des aciers de construction aciers les plus élaborés ont des teneurs en carbone inférieures à 0,12 %leur offrOllt une soudabilité nettement
de type 690 MPa.
améliorée.
INSnTUT8
DE
SOUDURE
2.2 Conditions de soudage
Avec apport C-Mn dossique
r
r--·-+·~~-I--'-J~o-~.~+-~j_.~L~--+--~o. . -r... ~.
,L__ ~~~~__ ij~~J~!I_-t±,
7~J i _.l..~ __ -I
.
-,
-~"-"'-'--'-'--'----'---T-'-------'---
i
Soudure d'angle en
doublage de stroc1ure
,
u.
----)
.. _ _ .. _
L'~/" ~~_~
1
1
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...
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1
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wct_/ c
1
1
1
Soudu,e bout à bOllt
en strut1ute directe
i
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lOOO(
1
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1.
1
~ . 'T'~O ~jcm _~~b_._~_.:m~_~~~ __ +_~~ ~._ i-"~:~'--'~~~~-~-"+ '~~~:_(Î!125° ( :
10 kJjcm
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00lb
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l-
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i
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-J-!
75" (
1
~ :::r~~t~ -t :ITF;~
1
1
[J Domaines dangereux (section de métal déposé ou hauteur de gorge insufliSllntes).
NB 7: En cas de diHicvItés pOUf Je respelt de ces précoulions, le scudoge Mtérog~ (d. pt.3-2i est toulours possible.
NB 2: SuiVlInt rapprovisionnement la scudabiflfé peut §1Te metlleure. [ertl1ines nuaf/{es à lr8s bas carbone, peuvent se sourier àtempélll1lJre
ambiante Jusqu'à des épaisseurs de 50 ou 60 mm.
3 • Les aciers à 32 Hrc
3.1 Chimie lvpe
(es aciers sont plutôt des produits d'anciennes généra- (: 0,26 . Mn: 1,45 . (r: l,57 . Ni: 0,76 . Si : 0,40 fions. On les trouve surtout dons les catalogues des sidé- Mo: 0,19 -S: 0,005 -P: 0,009 -(u: 0,24 -TI: 0,027 '
rurgistes qui ne sont pas des spédalistes de l'abrasion. Ils V: 0,008· AI: 0,028.
obfiennent leur dureté, seul gage visitvis de la résismnœ
li l'abrasion, par la présence d'une teneur en carbone
élevée.
SOUDAGE DES ACIERS RÉSISTANT À L'ABRASION
©CEnM 1001
1
3.2 (onditions d· soudage
• Coefficient de dilatation voisin de celui des aciers.
Ces aciers présentent une très médiocre soudobilité qui ne
pourrait être gérée, en soudage avec apport (-Mn, qu'au
moyen de précaufions très lourdes en termes de températures de trovail et de postchauffoge. Aussi, pour la mise
en œuvre de ces produits, l'utilisafion d'apport hétérogène austênitique est la solufion la plus avantageuse.
• Obligatoire pour appliootions à chaud.
~
Inconvénient:
• (bOt élevé.
C) Apports austéno-ferritiques de type Duplex
(22.9.3N par ex.)
• TROIS POSSIBILITÉS:
~
A) Apports austénitiques classiques de 10 à
15% de fenite (E.UO.l0.3 DU ln ER 307Si par ex.)
• Idem point A.
• Caractéristiques mécaniques élevées.
t> Avantage:
• Pas de formation de consfiluants de trempe en zones
fondues.
• Capacité Il piéger l'hydrogène d'où diminution du
risque de fissurafion à froid.
~
Inconvénients:
• Liés aux risques d'une trop forte dilution (constituants de
trempe en zones fondues d'oil risques de fissurofion).
• Risques de fissuration à chaud des 1ères passes Il fond
de chanfrein.
• Caractéristiques de trocfion très inférieures à celles des
aciers d'abrasion.
• Déconseillé pour opplications trovoillont Il choud.
~
Avantages:
Inconvénients:
• Interdisent taut traitement thermique après soudage.
• Àproscrire pour applications destinées au travail Il chaud.
3.2 (oodiNo
de soudag
SOUDAGE HÉTÉROGÈNE
AVEC APPORTS DE TYPE A, B, (
Epoisseur
{mm)
Soudure d'ongle en
doubloge de slTuctule
Soudure bout à bout
en sfrudure directe
~ Conseil:
< 15
• Préférer la nuance 18.8.7 en MIG :meilleure résistonce
à la fissuration à chaud.
SouOOge sons préchouffoge Soudage sons prechouffoge
possible*
possible
>15
Soudage soos prtlchouffoge PréchoùfflijJe 100 à 125°C.
possible OYe< respect d'une
houteLJ de QOllIé mini de Dons les ~tuotions de fort
bridoge. Pré et postchouf·
Sm ("" 20kJ/cm)
loge 0lllOO(--4S min ou
125°(·15 min impéro«ts
• Préférer l'E.E. au MIG pour les passes de racine (moins
de dilution).
• Proscrire les goz contenont de l'H 2 (risques de fissurafion Il froid).
B) Apports à base nickel (type182 par ex.)
(.) Dans les Jilvotions de (OI1!xidoge, tfé{}oorrJissog d 50/W(
avant dép6t de 10 1" {JOZe.
~
~ Conseil: To~ours privilégier les produits d'opport ~ très
Avantages:
• Idem point A.
bas taux d'H 2 total.
SOUDAGE DES ACIERS RÉSISTANT À L'ABRASION
Il:! (filM 2001
4 • les aciers à 400 HB
4.1 Chimie type
Ce sont généralement des aciers de marque, d'élabor<t
tion moderne utilisant les ressources des tmitements pendant le laminage ou le traitement par trempe et revenu.
Il est ainsi possible d'obtenir des oc iers durs avec une formule chimique relotivemenllégère.
C: 0,14 ·Mn: 1,24· Si: 0,42 ·Cr: <0,05' Ni 0,06'
Mo: <0,05 - Cu: 0.03 - S: 0,004 . P: 0,013 .
Ti: 0,03 . B: 0,0021.
Ainsi, ces aciers sont souvent plus soudables que des
oders donnés pour 32 HRc.
4.2 Conditions de soudage
Ave< apport (-Mn dassique (')
Soudure d'angle en
doublage de strudllfe
Epaisseur
S
10
10 kI/c.m
omh.
WC
15 ki/lm
omh.
omh.
75° (
20 ki/lm
omb.
omb.
omb.
10 ki/lm
amb.
omb.
15 ki/lm
omb.
omb.
omb.
20 kJ/lm
omb.
omb.
amb.
(mm)
E.E.
MAG
D 001TllJioes
20
Soudure bout à bout
en structure directe
JO
W(
amb.
S
la
75"(
100° (
W(
20
JO
75° (
100 C
125 C
amb.
W(
75° (
100 C
omb.
W(
omb.
W(
W(
WC
omb.
omb.
W(
WC
0
0
0
doIlgeleux (secJ1on de méllJl déposé ou hOll!eu- de gorge insuIIis®tesl.
«) POVlIes 1000nilures pté;enllillt des corbones éJIoivulen~ wpérieur5 il celui de la comparitian type d<xrn~ en 4.1, /85 ptéœutions indiquées
cHiessus devront êlTe lewes il /0 housse.
~.-
En cos de dilliwllfls fJfJUIle respect de ces lJféœu1ions, le soodage héré:tJgëne (cf. pI.3-2) est /l)(JÎOIIrS possible.
SOUDAGE DES ACIERS RÉSISTANT À L'ABRASION
©Œ1lM 1001
$ • [h,z$ ~de~1 tm !S@~ HI
1 S.I
Chimie type
C: 0,26 -Mn: 1,22 -Si: 0,51- (r: 0,58 - Ni: <0,05·
Mo: <0,05· Cu: 0,02· S: 0,006 -P: 0,009· n: 0,04
•B: 0,0015.
Pour des applications plus sévères on arecours 0des
aciers plus durs. Le type d'élaboration est généralement
le même que pour les aciers 0400 HB, mais la complT
sinon chimique est plus chargée en élémenls Iremponls.
5.2 CondH'ions de soudage
~-
~-_.--
!
.- -_
-
~~
i
._,,-
~~~_
•• _ •• _
• • _M • • • •
Ave, apport (-Mn dassill~e CO)
.,..__ ._."-_..---_
Soudure d'(JJIgle en
:
douillage cie str~tl\ln
·----·-·-·-~T
·I- _ _
·_·~··
_ _(
·•• _ _ · ; _ _ ··_··
Eplll~seijf i 5 i I() ! 20 i
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1
--·j,------r----r--~----r'--·1
··_··~·1-·v.~ ... r~ _ .• ~-. -~7' - -
30
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l._~O ~/an __~-~:- ...L~-~--(--~-,----,--- _~
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...-----__i_---.. -~-----L---l---: . . -~--.~.---!
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1
1
1
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_.-.__ .._,-.--_.._-Souduro boul à bilill
en structure d1reo8
!
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-1 ".. -1""(_'
1HJf:r-:-
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E.
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i 75° ( ! 75° ( 100° ( 125· (
i
~'+j
7S_~ __ L~~_. _:~l~OO·~~~
1
il
1--.1 Domaines interdits (Section de méllJl déposé ou hauteur 00 gorge insufflSllntlis),
(*) Pour les fournitures présenlrJnt des (lJrbones équiViJlents supMeurs d celui de la composition type donnée
cj;Jessus de'ITont bI1e revues d10 housse,
~: En cas de difficultés pour le œspect de
en 5.1, les précautions indiquées
ces prffiJutions, le scudoge hétérogène (cf. pt.3-2) est tlwjoulS possible.
SOUDAGE DES ACIERS RÉSISTANT À L'ABRASION
© ŒTIM 2001
•
6· ChoiI des produits d'apport
le soudage des nUOOœ5 anlklbrasioo est souvent réalisé
avec des produits d'apport dassiques de lype (-Mn, util~
Sllbles sur les aciers 5235. (ampte tenu du caractère
trempant ~e ces nuances il convient, pour se prémunir du
risque de fissuration li froid, d'utiliser des produits d'apport 0basse ou très basse teneur en H2 diffusible.
les bosses teneurs (-3,5 mljl00 gM.F,) sont généralement produites par les électrodes enrobées basiques
modernes répondant li la norme BH, (-2,5 mljl 00 9
M.F. dons le cos d'électrodes condmonnées sous vide en
étuis étanches).
les très bosses teneurs ~ 2ml, ~us avantageuses, peuvent être obtenues en procédé MAG avec fil massif ou
fourré sans laitier.
7 • Con«eptioDl
Pour les soudures de structures, on n'aura ~mais reco~
aux produits de rechargement qui sont trop sensibles li la
fissuration.
On utilisera ces produits uniquement en passes de couverture pour des soudures exposées li l'abrasion. Mais on
s'efforcera, autant que foire se peut, de placer les joints
soudés hors de la zone d'abrosioo.
Exem~e5:
Il ~:n~on
~~
Dispositions
recommendées
'1'-
SOUDAGE DES ACIERS RÉSISTANT A L:ABRASION
_
@(mM 200\
•
8 . QuaDifi«ation des modes
opéra~o;res !~S'
Gciers
ullDti-GlIbll'llsion
li convient de considérer que de tels matériaux sont dans
le groupe 11, «Aciers ~ teneur en corbone comprise entré
0,25 et D,50 ll.
De même, on ne tentera pas un essIii de pliage en utilisant un mandrin de diamètre égal à 4T. Un tel essai
serait trop sévère pour le métal dé base, on se limitera ~
un pliage ~ 8Toul 0Ten fonction de l'épaisseur et de
la dureté nominole du produit.
De ce fuit, il n'y apas d'imposifioo de dureté maximale
en zone affectée. Celies"ci d'ailleurs peuvent atteindre
sons risque, fJ l'égard de la fissurafion ~ froid, des valeurs
supérieures ~ 475 HV5.
SOUDAGE DES ACIERS RÉSISTANT À L'ABRASION
~Œ1lt.ll001
POUR EN SAVOIR PLUS
Pour en savoir plus
Llse% nos pu""~a"ons
•
•
Étude du soudage des aciers
modernes résistant à "abrasion
Étude 104350 - Mai 1997
Complérœn~ à l'éllxIe
104350 - Recherche
des limites d'utilisation des apports
CMn classiques
Étude 104352 - OCt. 1999
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To.: 03 44 58 33 06
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CETIM
Établissement de Nantes
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Des normes à
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~onnaifre
NF EN 10137· Tôles et larges plats en aciers de construction à haute limite d'élasticité à l'état trempé et revenu ou durci par précipitation .
NF EN 440 - Fils électrodes et dépôts pour le soudage à l'arc sous gaz des aciers
non alliés et des aciers à grain fin.
DONNEES PAAnaUES EN SOUDAGE