Le soudage est une étape cruciale dans la construction d'infrastructures de grande envergure. Sa qualité et son efficacité influent directement sur la sécurité d'exploitation et les délais de réalisation. Du fait des différents niveaux de qualification des techniciens, le processus de soudage est irrégulier et sujet à de nombreux défauts. L'analyse des types et des causes de ces défauts permet de réduire, voire de prévenir, leur apparition et d'améliorer la qualité des projets réalisés.
Premièrement, la taille de la soudure ne répond pas aux exigences
Des soudures irrégulières, un aspect inégal, une hauteur de renfort trop faible ou trop élevée, des largeurs de soudure variables et un affaissement excessif des soudures d'angle unilatérales sont autant de défauts non conformes aux exigences. Les raisons sont les suivantes :
1. Angle de gorge de soudure incorrect ou écart d'assemblage irrégulier.
2. Le courant de soudage est trop élevé ou trop faible, et les spécifications de soudage sont mal choisies.
3. La vitesse d'alimentation de la baguette est irrégulière et l'angle de la baguette de soudage (ou de la poignée de soudage) est incorrect.
Deuxièmement, les fissures
La forme de l'extrémité de la fissure est acérée, la concentration de contraintes est importante et elle a un impact majeur sur la résistance aux charges alternées et aux chocs, ainsi qu'à la traction statique. Il s'agit du défaut le plus dangereux dans une soudure. Selon leurs causes d'apparition, on distingue les fissures à froid, les fissures à chaud et les fissures de réchauffage. Les fissures à froid se forment à des températures inférieures à 200 °C et sont étroitement liées à l'hydrogène. Leurs principales causes sont les suivantes :
1. Les mesures de préchauffage et de refroidissement lent après soudage ne conviennent pas aux pièces épaisses.
2. Choix inapproprié des matériaux de soudage.
3. La rigidité du joint soudé est importante et le procédé est déraisonnable.
4. Des structures fragiles et dures se forment dans la soudure et à proximité.
5. Choix inapproprié des spécifications de soudage.
Les fissures à chaud désignent les fissures qui se forment au-dessus de 300 °C (principalement des fissures de solidification). Leurs principales causes sont :
1. Influence de la composition. Ce phénomène est fréquent lors du soudage d'acier austénitique pur, de certains aciers alliés à haute teneur en nickel et de métaux non ferreux.
2. La soudure contient davantage d'impuretés nocives telles que le soufre.
3. Choix inapproprié des conditions de soudage et des formes de joints.
Les fissures de réchauffage sont des fissures de recuit de détente. Elles désignent les fissures intergranulaires présentes dans la zone affectée thermiquement des zones de soudage à haute résistance, dues à un traitement thermique après soudage ou à une utilisation à haute température. Leurs principales causes sont :
1. Conditions de traitement thermique inappropriées pour le recuit de détente des contraintes.
2. Influence de la composition de l'alliage. Des éléments tels que le chrome, le molybdène, le vanadium et le bore ont tendance à augmenter les fissures de réchauffage.
3. Choix inapproprié des matériaux de soudage et des spécifications de soudage.
4. Une conception structurelle déraisonnable provoque d'importantes concentrations de contraintes.
Troisièmement, les pores
Lors du processus de soudage, les trous qui se forment à l'intérieur ou à la surface du métal fondu parce que le gaz n'a pas le temps de s'échapper sont causés par :
1. Séchage insuffisant des baguettes de soudage et du flux.
2. Le processus de soudage n'est pas suffisamment stable, la tension de l'arc est trop élevée, l'arc est trop long, la vitesse de soudage est trop rapide et le courant est trop faible.
3. L'huile et la rouille présentes à la surface du métal d'apport et du matériau de base ne sont pas nettoyées.
4. La méthode inverse n'est pas utilisée pour faire fondre le point de départ de l'arc.
5. La température de préchauffage est trop basse.
6. Les positions de début et d'extinction de l'arc ne sont pas décalées.
7. Protection insuffisante de la zone de soudage, zone de fusion trop étendue.
8. L'alimentation CA est sujette aux pores, et la connexion CC inversée a la plus faible tendance aux pores.
Quatrièmement, les nodules de soudure
Lors du soudage, le métal en fusion s'écoule vers le matériau de base non fondu situé à l'extérieur de la soudure pour former un nodule métallique, ce qui modifie la section transversale de la soudure et nuit à la résistance aux charges dynamiques. Les raisons en sont les suivantes :
1. L'arc est trop long et le courant de soudage par le bas est trop élevé.
2. Le courant est trop élevé lors du soudage vertical et le balancement du fil est incorrect.
3. L'écart de l'assemblage soudé est trop important.
Cinquièmement, les fosses d'arc
La soudure présente un manque de matière évident et un creux à l'extrémité. Les raisons en sont les suivantes :
1. Opération incorrecte lors de la fermeture de l'arc de soudage, et le temps d'extinction de l'arc est trop court.
2. Lors du soudage automatique, l'alimentation en fil et l'alimentation électrique sont coupées simultanément, et le fil n'est pas arrêté avant que l'alimentation ne soit coupée.
Sixièmement, la coupe en creux
Après la fusion du matériau de base par l'arc électrique au bord de la soudure, celui-ci n'est pas complété par le métal d'apport, laissant un interstice. Ce défaut de soudure fragilise la zone de contrainte du joint, réduit sa résistance, provoque une concentration de contraintes et peut endommager le défaut lui-même. Les raisons sont les suivantes :
1. Le courant est trop important, l'arc est trop long, la vitesse d'alimentation de la tige est inappropriée et la chaleur de l'arc est trop élevée.
2. La tension du soudage à l'arc submergé est trop basse et la vitesse de soudage est trop élevée.
3. L'angle d'inclinaison de l'électrode et du fil est incorrect.
Septièmement, inclusion de scories
Des inclusions non métalliques sont présentes dans le métal d'apport ou à la ligne de fusion. Ces inclusions de laitier influent sur les propriétés mécaniques, et l'importance de cet impact dépend du nombre et de la forme des inclusions. Voici les raisons :
1. Lors du soudage multicouche, chaque couche de laitier de soudage n'est pas nettoyée.
2. Une épaisse couche de rouille subsiste sur la soudure.
3. Les propriétés physiques du revêtement de l'électrode sont inadéquates.
4. La forme de la couche de soudure est médiocre et l'angle de la rainure est mal conçu.
5. Le rapport entre la largeur de la soudure et sa profondeur est trop faible, et le contre-dépouille est trop profond.
6. Le courant est trop faible, la vitesse de soudage est trop rapide et le laitier n'a pas le temps de remonter à la surface.
Huitième, pénétration incomplète
Il existe un défaut de fusion localisé entre les matériaux de base ou entre les matériaux de base et le métal déposé. Ce défaut se situe généralement à la racine de la soudure lors d'un soudage unilatéral, est très sensible aux concentrations de contraintes et a un impact important sur la résistance, la fatigue et d'autres propriétés. Les causes de son apparition sont les suivantes :
1. Mauvaise conception de la rainure, petit angle, grand bord émoussé et petit espace.
2. Angles incorrects des baguettes et des fils de soudure.
3. Le courant est trop faible, la tension est trop basse, la vitesse de soudage est trop rapide, l'arc est trop long, il y a un souffle magnétique, etc.
4. Une épaisse couche de rouille est présente sur la soudure et n'a pas été nettoyée.
5. Déviation de soudage lors du soudage à l'arc submergé.
Date de publication : 4 novembre 2024