La tenue en fatigue des soudures

La recherche permanente de l’amélioration des performances des entreprises, par optimisation des moyens de calcul, des délais et des coûts, pour rester compétitives, combinée à celles demandées aux composants et structures soudées sollicités en fatigue est de nature à diminuer la tenue en fatigue des pièces soudées.

Les défaillances de structures sous sollicitations dynamiques peuvent être visibles et suivies. Cependant certaines fissures en métal fondu sont cachées, mais évolutives de manière sournoise. Dans un mauvais scénario, l’évolution de ces dernières peut se conclure par une rupture brutale aux conséquences matérielles voire humaines importantes.

L’inventaire des douze points essentiels ci-dessous permet au lecteur d’initier sa réflexion en matière de tenue à la fatigue des assemblages soudés :

• Une conception adaptée des configurations d’assemblages et une symbolisation particulières ainsi que des critères d’acceptation de défauts spéciaux sont à appliquer,
• Il existe des règles spécifiques relatives aux calculs en fatigue des assemblages soudés, règles qui considèrent les détails constructifs,
• La tenue d’une soudure aux sollicitations statiques n’induit pas une bonne tenue en fatigue, l’inverse est vrai également,
• Une construction doit plaire à l’œil, ce qui se traduit mécaniquement par le respect de règles de continuité et de convergence des fibres neutres des éléments de structure, Cela réduit la présence de moments secondaires auxquels les soudures sont très sensibles, La forme globale des assemblages sera soignée.
• Il faut éviter les hétérogénéités de rigidité globale et locale et privilégier de la souplesse autant que possible en fonction de l’usage (la fable du roseau et du chêne demeure pertinente),
• Les deux phases d’apparition et d’évolution d’une fissure de fatigue sont l’amorçage et la propagation. De la première phase dépendra principalement la durée de vie finale du composant ou structure soudé,
• C’est la simple présence d’un cordon de soudure, même non structurel, qui agit sur la phase d’initiation et peut dégrader la tenue en fatigue,
• Il existe trois voire quatre sites privilégiés d’amorçage de fissure par fatigue respectivement en soudure monopasse et multipasse,
• En cas de défaillance, sans analyse préalable, les réflexes suivants peuvent s’avérer contre-productifs :
  • Changer de nuance de matériau en augmentant ses caractéristiques mécaniques,
  • Augmenter la gorge d’un cordon ou ajouter des raidisseurs,

• La tenue en fatigue d’une soudure dépend de sa forme macro et surtout micro-géométrique,
• D’un point de vue exécution, réaliser une soudure de qualité supérieure résistante en fatigue demande une formation particulière des personnes concernées. Le choix de la position de soudage influence la tenue en fatigue.
• Dans le cas de la réalisation d’un essai de validation, la tenue en fatigue étant un phénomène ‘dispersif’, un seul essai ne peut suffire à s’assurer de la bonne tenue en service,

Après avoir bien considéré, compris et appliqué les dispositions principales présentées ci-dessus, l’entreprise améliore la solidité en fatigue de ses composants et structures mécanosoudés. Des documents de référence, à caractère pratique, sont disponibles dans la mécathèque du CETIM (collection fatigue des matériaux).

En cas de doute ou pour progresser dans le domaine de la tenue en fatigue des soudures, le groupe CETIM peut accompagner et/ou former les industriels, utilisateurs, assureurs et experts.

 

 

 

 

Yves ROYER (Ingénieur international en soudage certifié (CIWE) par l’Association Française du Soudage (AFS)

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