Les procèdes de soudage

Les procèdes de soudage

Essai de fatigue

La fatigue est un processus qui, sous l’action de contraintes ou déformations cycliques, répétées ou alternées, modifie les propriétés locales d’un matériau et peut entraîner la formation de fissures et éventuellement la rupture de la structure.
Les étapes principales de la fatigue sont : Amorçage de fissures, Propagation des fissures, Elle suit d’abord approximativement le plan de scission maximale. La vitesse de propagation est alors très faible. Les défauts ne sont décelables qu’au laboratoire, Puis elle suit le plan perpendiculaire à la contrainte de tension maximale.
La vitesse de propagation s’accélère. Pendant cette période, les contrôles décèlent la fissure. La rupture finale

LES PROCEDES DE SOUDAGE

Le soudage est l’opération consistant à réunir deux ou plusieurs parties constitutives d’un assemblage, de manière à assurer la continuité entre les parties à assembler (continuité de la nature des matériaux assemblés : matériaux métalliques, matières plastiques, etc.), soit par chauffage, soit par intervention de pression, soit par l’un et l’autre, avec ou sans emploi d’un produit d’apport dont la température de fusion est du même ordre de grandeur que celle du matériau de base (matériau constitutif des éléments à souder). Les procédés de soudage sont de plus en plus employés car ils permettent d’obtenir une structure 10% plus légère que celle obtenue par assemblage boulonné . Le soudage assure une continuité métallique de la pièce lui conférant ainsi des caractéristiques, au niveau de l’assemblage, équivalentes à celles du métal assemblé. Il répond donc à la problématique de garantir la possibilité d’imposer des sollicitations élevées. Il est durable car insensible aux variations de température, aux conditions climatiques…pour finir il garantit l’étanchéité de la pièce à souder. En outre, on maîtrise de plus en plus ce système d’assemblage en contrôlant par contrôle non destructif les défauts qui peuvent apparaître.

Les différentes parties d’un cordon de soudure

Un cordon de soudure est composé de différentes parties : le métal de base est le matériau constitutif des éléments à souder ; le métal d’apport est la matière dont est constituée l’électrode utilisée dans le processus de soudage ; la racine désigne l’endroit de l’assemblage jusqu’où le métal d’apport a pénétré; la face représente la surface extérieure de la soudure ;le pied correspond à la ligne de séparation, sur la face de la soudure, entre le métal de base et le métal d’apport ; la zone affectée thermiquement (ou ZAT) est la partie du matériau de base qui n’est pas rentrée en fusion avec le métal d’apport mais qui, par contre, a subi un échauffement et un refroidissement très rapides au passage de l’arc de soudage conduisant à une modification de la microstructure du métal de base. Dans le cas des aciers, cette zone se traduit par un durcissement du matériau et peut dès lors acquérir un comportement fragile. Cette zone peut être divisée en trois sous-zones : une zone à gros grains, une zone à grains fins et une zone inter critique.

Le fraisage

Définition de la fraiseuse :
La fraiseuse est une machine-outil utilisée pour usiner tous types de pièces mécaniques, à l’unité ou en série, par enlèvement de matière à partir de blocs ou parfois d’ébauches estampées ou moulées, à l’aide d’un outil coupant nommé fraise.
Types de fraiseuse :
Fraiseuse horizontale : l’axe de la broche est parallèle à la table.
Fraiseuse verticale : l’axe de la broche est perpendiculaire à la table.
Fraiseuse universelle : l’axe de la broche est réglable.
tête bi-rotative, avec 2 coulisses circulaires (perpendiculaires l’une par rapport à l’autre).
tête oblique, avec 2 coulisses circulaires (inclinée à 45°).
Tête articulée.

Préparation des échantillons (usinage des éprouvettes)

Afin de conserver la caractéristique mécanique des éprouvettes il faut maitriser l’ensemble des paramètres critiques d’usinage des échantillons.
Concernant la dissection d’un échantillon, le laboratoire s’assure que cette étape préserve la nature et l’intégrité de celui-ci. Que l’usinage soit réalisé par le laboratoire lui-même ou confié à un prestataire, il est nécessaire de s’assurer du respect des spécifications concernant:
les modalités de prélèvement, de repérage et de marquage des éprouvettes (méthodologie : position, orientation, sens, etc.).
les méthodes, moyens et gammes d’usinage employés .
les critères dimensionnels tels que la longueur, la rugosité, la perpendicularité, le parallélisme, l’état de surface, le rayon de fond d’entaille, les congés de raccordement, les défauts de forme, etc.

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Table des matières

Introduction générale
Chapitre1 : Présentation des caractéristiques mécaniques
Introduction
1.1. Relations entre contraintes et déformations
1.1.1. Exemples des contraints
1.1.1.1. Contraintes normales : Traction simple
1.2. Déformation
1.2.1. Déformation de traction
1.3. Essais mécaniques
1.3.1. Essai détraction
1.3.2.1 Courbe contrainte-déformation
1.3.2. Essai de fatigue
1.3.2.1. Contraints appliqués
1.3.2.1.1. Cycle de contrainte en fatigue
1.3.2.2. Propagation d’une fissure de fatigue
1.4. Les procède de soudage
1.4.1. Définition
1.4.2. Présentation des principaux procédés de soudage pour les métaux
1.4.2.1 Quelques exemples
1.4.3. Les différentes parties d’un cordon de soudure
1.4.4. Défauts de soudure .
1.4.4.1 Fissure à chaud (ou de solidification)
1.4.4.2 Fissures à froid (fissures d’hydrogène)
1.4.5. Facteurs à considérer pour réduire le risque d’arrachement
1.4.5.1. Le préchauffage
1.4.5.2. A quelle température doit-on effectuer ce préchauffage
1.4.5.2.1. Méthode Séférian
Conclusion
Chapitre 2 : Réalisation des éprouvettes
Généralités
2.1. Présentation des différentes opérations
2.1.1. Le découpage
2.1.2. Le fraisage
2.1.2.1. Définition de la fraiseuse
2.1.2.2. Types de fraiseuse
2.1.2.3. Préparation des échantillons (usinage des éprouvettes)
2.1.2.4. Les étapes d’usinage
2.1.2.4.1. Le surfaçage
2.1.2.4.2. Contournage
2.1.2.4.3 Préparation du chanfrein
2.1.2. Le soudage des éprouvettes
2.1.2.1. Le soudage par MIG-MAG
2.1.2.1.1. Électrodes utilisées
2.1.2.1.2. Gaz de soudage
2.1.2.1.3. Métal d’apport
2.1.2.1.4. Paramètres de soudage MIG-MAG
Conclusion
Chapitre 3 : Simulation
Introduction
3.1 Présentation Du Code
3.2 Résultats Et Discussion
3.2.1 tracer les courbes avec la variation de rapporte de charge R
3.2.1.1 Effet de rapport de charge R
3.2.2 tracer les courbes avec la variation de la taille de fissure
3.2.1.2 l’effet de la variation de la taille de fissure sur la durée de vie
Conclusion
Conclusion générale