• Ce taux de dilution sera exprimé en pourcentage.
• C’est le rapport entre les volumes des métaux de bases fondus et celui de la totalité de la zone fondue.
• Le taux de dilution =(M1+M2)/(A+M1+M2)
Volatilisation dans l’arc électrique
• Les hautes températures atteintes dans l’arc sont susceptibles de provoquer la volatilisation de certains éléments .
• Si nécessaire, ces pertes seront compensées par un ajout supplémentaire intervenant dans la composition du métal d’apport. • Cette volatilisation est la source des fumées de soudage.
Solidification
• La translation de la source de chaleur au cours du soudage permet, à son aval, la solidification du métal liquide retenu au contact du métal de base surchauffé mais non fondu.
• La solidification de la soudure se fait par la formation de cristaux • Ce processus est distingué par ses deux phases, d’une part, la germination des grains et, d’autre part, leur croissance.
• La zone affectée thermiquement possède à la fois des grains fins et gros. La zone à grains fins se situe du coté du métal de base non affecté. La région avoisinante , attenante à la zone fondue, est appelée zone de grossissement des grains
Remarques:
• Il est parfois nécessaire de préchauffer pour éviter la formation d’une structure très dure dans la ZAT
• Le durcissement est d’autant plus dur que le refroidissement est rapide.
• On préchauffe alors pour limiter les écarts de températures et on gère le refroidissement de manière à le rendre plus long dans le temps.
• Ainsi, on limite les risques de durcissement et de fissurations.
• Plus la température de préchauffage sera élevée, plus la vitesse de refroidissement devra être lente.
Retrait du cordon
Diminution du volume de la zone fondue au refroidissement ⇒ déformation de soudage
Phénomènes dus à l’environnement:
Action de l’atmosphère
• Nous allons considérer l’action des deux éléments principaux de l’atmosphère, l’oxygène et l’azote, ainsi que celle d’un élément généralement présent, l’hydrogène
L’oxygène peut réagir avec les éléments volatilisés par l’arc et participer, de ce fait, à la génération des fumées de soudage. Mais il peut surtout se dissoudre dans le métal fondu et contribuer au cours de la solidification :
• soit à la formation d’oxydes métalliques qui constituent des inclusions dans le métal fondu ;
• soit à la formation de soufflures dans le métal fondu par suite de la baisse de solubilité qui accompagne le refroidissement et la solidification ;
L’azote peut se dissoudre dans le métal fondu et contribuer :
• soit à la formation de soufflures dans le métal fondu par suite de la baisse de solubilité qui accompagne le refroidissement et la solidification ;
• soit à la formation de nitrures métalliques qui constituent des inclusions ou des précipités plus ou moins durcissant et fragilisant
L’hydrogène, dont la solubilité diminue quand la température s’abaisse, peut alors contribuer à la formation :
• de soufflures au cours de la solidification ;
• de fissures, à l’état solide, lorsque l’hydrogène en sursaturation se rassemble, sous forme de molécules gazeuses, sur les défauts de structure d’un métal peu ductile.
Remarque:
• il faudra pratiquer un post-chauffage destiné à permettre le dégazage de l’hydrogène, à une température supérieure à celle de la fissuration
ACTIONS POSTÉRIEURES AU SOUDAGE
• Après réalisation d’un joint, il peut être utile d’intervenir pour pallier les déficiences résultant de l’intervention de certains phénomènes métallurgiques. C’est ainsi que l’on pourra envisager, si nécessaire :
• de modifier l’état structural du métal dans le joint et notamment d’affiner les grains dans le métal fondu et dans la partie surchauffée de la ZAC ;
• de faire évoluer un état structural hors équilibre, il s’agit alors d’un traitement de revenu ;
• d’améliorer la géométrie du raccordement entre le métal de base et le métal fondu (exemples: meulage avec une meule de forme, fraisage avec une petite fraise de forme) ;
• de créer des contraintes résiduelles favorables à la tenue mécanique du joint (par martelage par exemple).
Principaux risques liés au soudage:
• Fissuration à froid (ZAT), à chaud (zone pâteuse)
• Soufflure
• Pollution, corrosion des surfaces
• Inclusion (présence d’un corps étranger dans le cordon de soudure)
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