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A. Contraction du métal fondu :
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 contracte-
rait 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 fondu 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 fondu peut se fissurer. Même dans les
cas où le métal fondu 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 mince, la contraction
du métal fondu peut provoquer le gondolement de la
feuille métallique.
B. 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 puis-
santes forces de contraction (distorsion) ou la soudure
se fissure. Dans un cas ou l'autre, il reste toujours une
certaine tension « emprisonnée » dans la structure de
la pièce. Les figures 4-19 et 4-20 illustrent la création
d'une distorsion.
Soudure
Art # A-07705FR
Chaud
Figure 4-19 : Dilatation du métal de base
0-5347FR
Refoulement
Expansion avec
compression
Refroidi
Chaud
GUIDE DE SOUDURE DE BASE
Soudure
Art # A-07706FR
Figure 4-20 : Contraction du métal de base
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 fondu est légèrement aplati et, en
fonction du martèlement, les efforts de traction sont
quelque peu réduits. L'effet du martèlement est relati-
vement 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. Consulter les figures 4-20 à 4-23 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 pièces
Pour prévenir la distorsion, on utilise souvent l'immo-
bilisation forcée des composants à souder. Le soudage
au gabarit, ou de points, et la Position de soudage sont
des méthodes employées en ce sens.
D. Préconfiguration
Dans certains cas, par de l'expérience acquise ou par
tâtonnement (moins souvent par calculs), il est possible
de connaître la quantité de distorsion qui aura lieu dans
une structure soudée donnée. En procédant à la bonne
pré-Configuration des composants à souder, il est pos-
sible d'utiliser des contraintes pour réaligner les pièces.
La figure 4-21 illustre un exemple simple.
E. Préchauffage
Un préchauffage approprié des pièces de la structure,
autre que la section à souder, peut parfois réduire la
distorsion. Figure 4-22 montre une Application simple.
En retirant la source de chaleur sous b et c à la fin de
la soudure, les segments b et c refouleront à un taux
semblable réduisant ainsi la distorsion.
ET 301I C.A./C.C.
Refoulement
permanent
Contraction
avec tension
4-7
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