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Maîtrise et correction des déformations

Maîtriser les déformations pour améliorer sa productivité et l’aspect visuel des soudures

Les déformations en soudage ont des conséquences économiques importantes dans la production de composants, d’ensembles ou d’ouvrages mécano-soudés. Les maîtriser et savoir les corriger est important pour optimiser la rentabilité des fabrications ou constructions ainsi que leur aspect.

Le CETIM-CERTEC, spécialiste du sujet, peut assister les entreprises en formant les personnels concernés et en accompagnant la mise en place d’un process optimisé.

Rappels sur les déformations en soudage

Les déformations en soudage, phénomène incontournable, sont le résultat d’une expansion et d’une contraction non uniformes de la zoné soudée durant le cycle de soudage (chauffage puis refroidissement). Les cycles thermiques entrainent des déformations et tensions internes. La différence de dilatation entre le métal chaud et le métal refroidi provoque des déformations. Le retrait (dilatation négative) est proportionnel au coefficient de dilatation, plus il est grand ( ex. aciers austénitiques ), plus le retrait est important. Les opérations pour le limiter (bridage, pré-déformation) entrainent des tensions internes pouvant conduire à des fissurations.
Il existe de nombreux types de déformations qui peuvent se combiner : longitudinale, transversale, angulaire, torsions et courbures. Deux sortes de déformation, voire plus, peuvent survenir simultanément.
Les déformations sont très difficiles à anticiper. Le degré de bridage, les propriétés du matériau, les procédés métallurgiques antérieurs (laminage, formage, pliage…), la conception de l’ensemble, le procédé utilisé, la quantité de soudures, la symétrie du cordon, le préchauffage, le nombre et la séquence des soudures nécessaires, sont autant de paramètres influents.

Différents types de retrait :

Le retrait longitudinal: très influent sur les tôles minces, entraine un effet de cintrage ou de flambage

Le retrait transversal: lié nombre et au type de passes, entraine des effets de serrage, de pliage et de déversement angulaire

 

 

En résumé, les pièces libres sont donc sujettes à des déformations maximales mais subissent de faibles contraintes. A l’inverse, brider les pièces permet de limiter les déformations mais entraine des contraintes élevées. Le soudeur doit donc adapter son process en fonction des éléments à assembler afin de minimiser les tensions et les déformations.

Limiter les tensions et les déformations

Quelques principes pour réduire les déformations lors des opérations de soudage:

1. Adopter des joints ayant un minimum de soudure (Chanfrein en X, par exemple)

2. Eviter de renforcer les cordons, cela augmente la rigidité des joints et les tensions et entraine un risque de rupture

3. Essayer de limiter les tensions et l’échauffement du joint en adaptant au mieux la préparation, le matériel, les réglages, la position

4. Choisir une technologie d’accostage appropriée

5. Créer des zones élastiques qui permettront le libre retrait après soudage

6. Réaliser des déformations préalables, opposées à celle prévue

7. Adapter le pointage aux procédés utilisés

8. Adapter les systèmes de montage et d’accroche aux géométries
…..

Correction des déformations

Pour corriger les déformations, il existe 3 techniques principales :

1- Le martelage des soudures.

2- Le redressage à froid

3- Le redressage par chaudes de retrait qui consiste à porter un endroit précis et localisé à haute température pour que le métal se contracte au moment du refroidissement. Un cycle de chauffage et de refroidissement rapide permet d’obtenir des effets thermiques très localisés et des meilleurs résultats.

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