Ce cours traite de la partie fissuration pendant la solidification présentée dans la norme NF EN 1011-2. Un ancien article sur la fissuration à chaud avait déjà été présenté. Les cours précédents traitaient de la norme NF EN 1011-2 au niveau de la fissuration à froid, temps de refroidissement et un autre sur les températures de préchauffage.
Qu'est-ce que la fissuration à chaud?
La fissuration à la solidification (fissuration à chaud) se présente le plus souvent dans l’axe de la soudure. Ces fissures sont positionnées le plus souvent dans les passes de fond (pénétration) et bien qu’elles soient le plus souvent débouchantes et visibles, elles peuvent aussi parfois être recouvertes par une légère couche de métal (pouvant atteindre 0,5 mm). Ces fissures peuvent être profondes et réduire sensiblement la continuité métallurgique du cordon. C’est pendant le soudage des aciers carbone/manganèse souder par procédé sous flux qu’on constate le plus souvent ce phénomène. Plus rarement en soudage manuel avec électrode enrobée et parfois en soudage avec fil (avec ou sans gaz).
Fissure à chaud (Photo du livre Précis des matériaux)
La fissuration à la solidification est liée à la présence d’impuretés, notamment soufre et phosphore. Le carbone provenant du métal de base, avec de fort taux de dilutions favorise aussi cette fissuration. . Le manganèse réduit les risques de fissuration. On note que les cordons à grande dilution favorisent ce phénomène. C’est le cas des passes de fond des soudures bout à bout par exemple. Ceci étant dit, il est préférable pour éviter ce phénomène de choisir des consommables:
- avec peu de carbone
- avec peu d'impuretés (phosphore, soufre notamment)
- avec une teneur élevée en manganèse
- avec une vitesse de soudage ralentie
- avec une géométrie correcte du cordon
- avec un taux de dilution le plus faible possible
- avec des énergies de soudage convenables
Une formule a été élaborée pour les soudures sous flux pour les aciers au carbone et pour les aciers au carbone et manganèse. La sensibilité à la fissuration lors de la solidification est exprimée en “unités de sensibilité à la fissuration” (USF). Elle est calculée avec les pourcentage de composition chimique des matériaux soudés. Bien qu’elle aie été élaborée pour la soudure sous flux et pour les catégories d’aciers carbone et carbone/manganèse, la formule peut s’appliquer pour d’autres aciers.
La norme indique que les éléments d’alliage et les impuretés dans le métal fondu ne dépassant pas les valeurs limites indiquées dans le tableau E2 n’éxercent pas d’effet notable sur les USF.
Jusqu’à 1% le nickel n’influe pas sur les valeurs USF mais, à des teneurs supérieures, peut accroitre la sensibilité à la fissuration lors de la solidification.
Les valeurs de moins de 10 USF indiquent une grande résistance à la fissuration. Au delà de 30, elles indiquent une faible résistance. Dans des limites approximatives, le risque de fissuration est plus grand pour les cordons ayant un rapport profondeur/largeur élevé, éxécutés à des vitesses de soudage élevées ou avec un accostage important.
Pour les cordons d’angle ayant un rapport profondeur/largeur d’environ 1, les valeurs USF égales ou supérieures à 20 indiquent un risque de fissuration alors que pour les soudures en bout à bout, les valeurs d’environ 25 USF sont critiques. En ramenant ce rapport de 1 à 0,8 ce rapport profondeur/largeur pour les soudures d’angles, on peut accroître les USF admissibles d’environ 9 unités.
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