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FONCTIONNEMENT
4.20 Distorsion
Une distorsion est toujours présente à un certain degré lors du
soudage, peu importe le type. Dans plusieurs cas, la distorsion
est si légère qu'elle est presque imperceptible, dans d'autres
cas, il faut donner un peu de jeu pour compenser la distorsion
avant de commencer la soudure. L'étude des distorsions est
un thème complexe. Nous ferons simplement un court rappel.
4.21 Cause de la distorsion
Une distorsion peut être provoquée par :
A. La contraction du métal d'apport :
L'acier fondu se contracte d'environ 11 pour cent en volume
lors de son refroidissement à température ambiante. Ainsi,
un cube de métal fondu se contracterait d'environ 2,2 pour
cent dans chacune de ses trois dimensions. Dans le cas d'un
joint soudé, le métal se fixe aux côtés du joint et ne peut pas
se contracter librement. Par conséquent, le refroidissement
force le métal d'appoint à s'adapter. Autrement dit, la soudure
elle-même doit s'étirer pour neutraliser l'effet de la contraction
en volume tout en maintenant son point d'ancrage aux bords
du joint. Si la contrainte est très importante, par exemple dans
une section de plaque épaisse, le métal d'appoint peut se
fissurer. Même dans les cas où le métal d'appoint semble intact,
il y a une certaine tension « emprisonnée » dans la structure.
Si la matière qui forme le joint est relativement faible, comme
dans un joint bout à bout d'une feuille de 2 mm (5/64 po)
d'épaisseur, la contraction du métal d'appoint peut provoquer
le gondolement de la feuille métallique.
B. La dilatation et contraction du métal de base dans l'aire
de fusion :
En cours de soudage, un volume relativement petit de matériau
de la plaque adjacente est chauffé à très haute température et
essaie de prendre de l'expansion dans toutes les directions.
Le métal de base le fait librement à angles droits avec la surface
de la plaque (soit « par le biais de la soudure »), mais toute
tentative de dilatation d'un « côté à l'autre de la soudure » ou le
« long de la soudure » rencontre une résistance considérable et,
pour poursuivre sa dilatation, le métal de base doit se déformer.
Le métal de base adjacent à la soudure est chauffé à haute
température et par conséquent, est assez mou. En poussant
contre le métal froid, plus dur, il a tendance à se bomber.
Lorsque la zone métallique commence à refroidir, le métal
bombé essaiera de se refouler autant qu'il s'est « expansé »,
mais en fonction de sa déformation plastique, le métal de
base ne revient pas à sa forme d'origine et la contraction de la
nouvelle forme tend fortement le métal adjacent. À ce point,
plusieurs possibilités se présentent.
Le métal dans la zone soudée est tendu (déformation plastique),
la pièce peut être déformée par les puissantes forces de
contraction (distorsion) ou la soudure se fissure. Dans un cas
ou l'autre, il reste toujours une certaine tension « emprisonné »
dans la structure de la pièce. Les figures 4-23 et 4-24 illustrent
comment une distorsion prend naissance.
Manuel 0-5203
THERMAL ARC 161 STL, 201 TS
Art # A-07705F_AB
Chaud
Figure 4-23 : Dilatation du métal de base
Art # A-07706F_AB
Figure 4-24 : Contraction du métal de base
4.22 Contournement des effets
de distorsion
Plusieurs méthodes existent pour minimiser les effets
de la distorsion.
A. Martelage
Il s'agit de marteler la soudure lorsqu'elle est encore chaude.
Le métal d'apport est légèrement aplati et, en fonction du
martèlement, les efforts de traction sont quelque peu réduits.
L'effet du martèlement est relativement superficiel et n'est pas
conseillé sur la dernière couche de soudure.
B. Distribution des forces
Il est possible de réduire la distorsion en sélectionnant une
séquence de soudure qui distribuera les forces convenablement
de sorte qu'elles tendent à s'annuler l'une et l'autre. Consultez
les figures 4-28 à 4-31 pour voir plusieurs séquences de
soudage. Le choix d'une séquence convenable de soudage
est probablement la méthode la plus efficace de neutraliser
les distorsions quoiqu'une séquence incorrecte peut accroître
les forces. Le soudage simultané des deux côtés d'un joint par
deux soudeurs élimine souvent la distorsion.
C. Immobilisation des composants
Pour prévenir la distorsion, on utilise souvent l'immobilisation
forcée des composants à souder. Le soudage au gabarit, ou de
points, et la position de soudage sont des méthodes employées
en ce sens.
4-13
Refoulement
Soudure
Dilatation avec
compression
Froid
Chaud
Refoulement
Soudure
permanent
Contrainte
avec traction
Fonctionnement
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