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FONCTIONNEMENT
4.19 Retrait
Dans certaines mesures le retrait est présent dans
toutes les formes de soudage. Dans de nombreux
cas il est tellement infime qu'il est à peine perceptible,
mais dans d'autres cas il faut en tenir compte avant
de commencer le soudage. L'étude du retrait est
tellement complexe qu'on ne tentera ici qu'une brève
description.
4.20 La cause du retrait
Le retrait est provoqué par :
A. La contraction du métal de soudure :
L'acier fondu se contracte d'environ 11% en volume
lorsqu'il refroidit à température ambiante. Cela veut
dire qu'un cube de métal fondu se contracterait
d'environ 2,2% dans chacune des trois dimensions.
Dans un joint soudé, le métal attache sur le côté
du joint et ne peut pas se contracter librement. Par
conséquent, le refroidissement porte le métal de
soudure à s'écouler plastiquement, c'est-à-dire que
la soudure doit s'étaler si elle doit surmonter l'effet
du volume rétrécissant tout en restant fixée sur le
bord du joint. Si le bridage est excessif, par exemple
une section épaisse de tôle, alors il peut arriver que
le métal de soudure se fissure. Même dans les cas où
le métal de soudure ne se fissure pas, il restera des
contraintes « emprisonnées » dans la structure. Si le
matériau du joint est relativement faible, par exemple,
un joint bout à bout dans un feuillard de 5/64' (2,0
mm), le métal fondu se contractant peut provoquer
un retrait du feuillard.
B. Expansion et contraction du métal de base dans
la zone de fusion :
Lorsque le soudage se poursuit, une volume
relativement faible de matériau de la plaque adjacente
est chauffé à une très haute température et tente de
s'étendre dans toutes les directions. Il est capable de
le faire librement à angle droit par rapport à la surface
de la plaque (c'est-à-dire « à travers la soudure »),
mais quand il tente de s'étendre « de l'autre côté de
la soudure » ou « le long de la soudure), il rencontre
une résistance considérable et pour répondre au
désir d'une expansion continue, il doit se déformer
plastiquement, c'est-à-dire que le métal à côté de
la soudure est à une température élevée et donc
plutôt mou, et en s'étendant, il pousse le métal plus
dur et plus froid en tendant à se boursoufler (ou il
est « perdu par refoulement »). Quand la zone de
soudure commence à refroidir, le métal « perdu par
refoulement » tente de se contracter dans la même
mesure qu'il s'est étendu, mais étant donné qu'il a été
« perdu par refoulement », il ne retourne pas à son
ancienne forme, et la contraction de la nouvelle forme
exerce une puissante traction sur le métal voisin.
Plusieurs choses peuvent se produire.
Le métal dans la zone de soudure s'étend (déformation
plastique), la pièce peut être déformée par les
puissantes contraintes de contraction (retrait) ou la
soudure peut se fissurer, dans tous les cas, il restera
des contraintes « emprisonnées » dans la pièce. Les
Figures 4-20 et 4- 21 montrent la façon dont le retrait
se crée.
Art # A-07705
Figure 4-20: Expansion du métal de base
Art # A-07706
Figure 4-21: Contraction du métal de base
4.21 Maîtrise des effets de retrait
Il existe plusieurs méthodes pour minimiser les effets
du retrait.
A. Martelage
Cette action est faite en martelant la soudure
pendant qu'elle est encore chaude. Le métal soudé
est légèrement aplati et cela permet de réduire un
peu les efforts de traction. L'effet du martelage est
relativement creux et il est déconseillé sur la dernière
couche.
B. Distribution des efforts
Il est possible de réduire le retrait en sélectionnant
une séquence de soudage qui distribuera les efforts
de manière appropriée afin qu'ils tendent à s'annuler
réciproquement. Voir de la Figure 4-25 à la 4-28 pour
les différentes séquences de soudure. Le choix d'une
séquence de soudure adaptée est probablement la
méthode la plus efficace pour maîtriser le retrait,
même si une séquence non adaptée peut l'exagérer.
Le soudage simultané des deux côtés d'un joint par
deux soudeurs permet souvent d'éliminer le retrait
avec succès..
C. Bridage des pièces
Le bridage contraignant des composés que l'on
soude est souvent utilisé pour prévenir le retrait. Les
4-9
arC MasTEr 175 sE
Manuel 0-5054F
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