Temps refroidissement en soudage, IRSID, TRCS

Cours qui présente le diagramme IRSID et TRCS.

Sommaire:
1) Qu’est ce que l’énergie de nominale?
2) Qu’est ce que l’énergie dissipée ?
3) Qu’est ce que l’énergie équivalente?
4) Tableau des coefficients de soudage k
5) Pourquoi refroidir lentement ?
6) Qu’est-ce que TRCS ?
7) Qu’est-ce que le diagramme de l’IRSID ?
8) Comment fonctionne IRSID ?
9) Tableau IRSID

1) Qu’est ce que l’énergie de nominale?

C’est l’énergie ou la quantité de chaleur transmise à la soudure pendant l’opération de soudage.

On peut l’exprimer en kj/cm :

2) Qu’est ce que l’énergie dissipée ?

L’énergie dissipée est l’énergie nominale à laquelle on affecte un coefficient de rendement d’arc qui sera appelé . Le rendement d’arc est fonction du procédé utilisé et prend en compte le rayonnement. Pour :
– le soudage à l’électrode enrobée, = 1
– le soudage MIG/MAG, = 0.7
– le soudage TIG , = 0.5.

La formule de l’énergie dissipée est :

3) Qu’est ce que l’énergie équivalente?

L’énergie équivalente est l’énergie dissipée à laquelle on intègre aussi le coefficient K qui prend en compte la géométrie du joint soudé.

Avec Eeq étant l’énergie équivalente, en kJ/cm
En l’énergie nominale, en kJ/cm
k le coefficient de géométrie du joint
le rendement d’arc.

Nota : En x k est appelée énergie corrigée.

4) Tableau de choix de k:

5) Pourquoi refroidir lentement ?

Le temps de refroidissement doit être géré de façon convenable pour éviter des problèmes de fissurations pendant le refroidissement.
Il est nécessaire de maîtriser ce refroidissement afin de garder une homogénéité du cordon et d’éviter les ruptures évoquées précédemment, dans le métal de base (fissures sous cordon). Tout ceci est intimement lié à la dureté obtenue.

On utilise la fonction :

avec H étant la dureté, et F(tr) , fonction du refroidissement avec un temps de refroidissement pour passer de 800°C à 500°C.

6) Qu’est-ce que TRCS ?

TRCS signifie Transformation au Refroidissement en Condition de Soudage
Concrètement, il s’agit d’une courbe unique de dureté donnée pour chaque acier.
Cette courbe TRCS affiche, une échelle de dureté HV10, une échelle de temps de refroidissement de 800°C à 500°C en s, et la température sur l’autre échelle. Le diagramme TRCS utilisé après le diagramme de l’IRSID permet de déterminer la dureté HV.

7) Qu’est-ce que le diagramme de l’IRSID ?

IRSID signifie Institut de Recherche de la SIDérurgie

Le diagramme IRSID permet de déterminer le temps de refroidissement T 800/500 pour passer de 800°C à 500°C. Ce graphique s’utilise pour les aciers courants et utilise l’énergie nominale de soudage, puis la géométrie du joint, et enfin le procédé de soudage.

On peut aussi déterminer le température de préchauffage.
Dans le cas d’assemblage de pièces de différentes épaisseurs, on prendra la moyenne des épaisseurs pour effectuer la démarche.

Diagramme IRSID:

8) Comment fonctionne IRSID ?

Le mieux pour comprendre le fonctionnement de cet outil métallurgique est de partir sur une application concrète. Je vais réutiliser une application trouvée sur le web :

Données :
– Soudure à plat sans chanfrein
– 2 tôles épaisseur 10 mm
– Procédé 111 (électrode enrobée)
– Baguettes 3,2 mm
– Vitesse de soudage de 14 cm/min.

Calculer le temps de refroidissement T 800/500. Pour déterminer la tension U, on pourra utiliser la formule U = (0,04 x I) + 21

En tout premier lieu, il est nécessaire de calculer l’intensité théorique :
I= 50 x ( – 1) ==> I = 50 x (3.2 -1) ==> I = 110 A

On évalue la tension de soudage :
U= (0,04 x 110) + 21 ==> U = 25,4 V

Ensuite on calcule En :
En = (60 x 25,4 x 110) / (1000 x 14) ==> En = 11,97 kJ/cm ==> En = 12 kJ/cm

Puis on peut aussi éventuellement calculer l’énergie équivalente Eeq
Eeq = 12 x 1 x 1 ==> Eeq = 12 kJ/cm , puisque pour le soudage à l’électrode enrobée, = 1 et en soudage à plat sans chanfrein, k=1.

1) Placer l’énergie nominale
2) Descendez verticalement de l’énergie nominale au coefficient k concerné, ici k=1
3) Passer du coefficient k au procédé de soudage concerné, ici EE, en tirant un trait horizontal.
4) Remontez verticalement jusqu’à la partie supérieure. Vous passerez par Eeq, calculé auparavant.
5) Placer votre épaisseur, ici 10 mm.
6) Rejoindre dans la partie droite, en tirant un trait horizontal, votre tracé précédent.
7) Evaluer le temps de refroidissement T 800/500. Ici, notre point est en 10 et 15 s, approximativement à 12s.

T 800/500 = 12 s.