Déformations en soudage, dilatation et retrait

Dilatation et retraits

Lorsque l’on chauffe une pièce métallique, on constate une augmentation de ses dimensions, c’est la dilatation qui est proportionnelle à

Le retrait est la contraction de ce matériau au refroidissement.

Coefficient de dilatation

Chaque matériau est caractérisé par son coefficient de dilatation linéaire qui exprime la variation de longueur par °C et mm de longueur

Dilatation linéaire

L=L0 (1+Ɛt) avec t en °C, L et L0 en mm

Une barre d’acier de 1000 mm de long, chauffée à 100°C mesurerait 1001,17 mm et 1007,6 mm à 650 °C.:

Sous l’effet de la chaleur, les atomes d’une même maille sont moins attirés donc plus libres et prennent plus de place (x augmente).

Au delà de 650°C, toutes les déformations sont plastiques donc irréversibles.

Evolution de la limite élastique, de la rupture et de l'allongement en fonction de la température

Etude d'un barreau libre

Un barreau en acier est à 20°C à température ambiante. On le chauffe, il se dilate. Sa longueur augmente de ΔL. Au refroidissement, libre de tout mouvement, il retrouve ses dimensions de départ (L0), il s’est rétracté de ΔL.

Etude d'un barreau bridé en dilatation

En soudage, lorsque les pièces sont libres de se mouvoir, les déformations sont maximales et les contraintes pratiquement nulles.

Etude d'un barreau bridé en dilatation et retrait contrarié

En soudage, si les pièces sont bridées, encastrées, les déformations ne peuvent se faire et donc les contraintes sont maximales.

Influence du procédé de soudage sur les déformations

La vitesse à laquelle la chaleur diffuse dans la pièce et la concentration énergétique du procédé de soudage sont deux facteurs très importants qui conditionnent l’ampleur des contraintes ou des déformations.