Traitements thermiques après soudage

La suite des cours de l’ouvrage “Technologie du soudage” par Jean MATON, se fait avec le chapitre 2 qui est nommé par son auteur Notions fondamentales de soudage

Si vous préférez lire le cours précédent qui traite de la soudabilité ou aussi voir le sommaire

Cette partie traite des traitements thermiques après soudage

• 2.1 Définition du soudage
• 2.2 Les aspects du soudage des métaux
• 2.3 Principaux procédés de soudage
• 2.4 La soudabilité
• 2.5 Méthodes de traitements thermiques après soudage
• 2.6 Effets mécaniques du cycle thermique
• 2.7 Règles pour la conception des pièces soudées
• 2.8 Préparation des assemblages soudés
• 2.9 Position de soudage de l’assemblage
• 2.10 Outillages de montage
• 2.11 Représentation normalisée des soudures
• 2.12 Position et symboles sur le dessin

Parmi les traitements thermiques, les recuits sont des traitements fondamentaux. On définit souvent les recuits comme traitements réduisant la dureté ou modifiant la structure des grains de l’acier, mais cette définition reste incomplète, car il est nécessaire de préciser le but recherché afin de fixer les paramètres caractéristiques de l’état initial avant recuit et de la structure à obtenir.

Pratiquement le recuit se définit par 2 points principaux:

• La température de chauffage
• La durée du traitement

Mais il ne faut pas négliger deux autres éléments très importants qui sont :

• La vitesse de chauffage
• La vitesse de refroidissement

Les méthodes de traitements thermiques après soudage incluent le plus souvent, le recuit de normalisation et les recuits de dégazage et surtout de détente.

2.5.1 Cycle thermique du recuit

• Chauffage jusqu’à la température de recuit.
• Maintient isotherme à cette température déterminée, d’une durée variable ou avec des oscillations autour de cette température
• Refroidissement généralement lent, le plus souvent à l’air ou dans un four ou parfois dans le sable.

2.5.2 Recuit de normalisation

Egalement qualifié de recuit de régénération ou de perlitisation, il sert à affiner les grains ( les rendre plus petits Fig 2-14c ) pour les pièces ayant subi un grossissement des grains parce qu’ils ont été exposés à une température élevée lors d’une opération de soudage. Il sert également à supprimer les tensions internes et de recuit ainsi que supprimer les zones de trempe et améliorer les propriétés mécaniques ( augmentation du coefficient de sécurité ). Le traitement s’effectue, pour une durée de quelques minutes, entre 40 et 50°C au-dessus de la limite inférieure AC3 du domaine austénitique ( Fig 2-14 a & b ).

Exemple :

Puis on laisse refroidir à l’air libre.

2.5.3 Le recuit de détente ( ou de relaxation )

Il a pour but de supprimer les contraintes internes provenant de la solidification des pièces au refroidissement, après soudage.
Pour réaliser un recuit de détente, on chauffe progressivement la pièce de 120 à 150 °C/h, jusqu’à une température inférieure à AC1 en fonction de la nuance d’acier.

• Aciers et fontes => 550 à 650 °C/ 3h mini
• Alliages légers => 150 à 200 °C/ 6 h
• Aciers inox austénitiques => 400 à 450 °C / 3h

Refroidir à une vitesse de 100 à 150 °C/h ( pour les aciers ) jusqu’à une température proche de 150 °C puis on laisse refroidir à l’air libre. Le recuit de détente est largement utilisé en chaudronnerie et en tuyauterie industrielles et en particulier pour les aciers 13CrMo44 ou 15Mo3.

2.5.4 Recuit de dégazage

Il permet d’améliorer les caractéristiques mécaniques, augmente l’allongement et permet l’amélioration de la teneur en hydrogène ( Fish-eyes ). Pour effectuer ce recuit, on chauffe la pièce jusque 250 °C ( suivant la qualité d’acier ) et on maintient cette température durant 8 h environ.

Si vous souhaitez voir le cours précédent sur la soudabilité ou le suivant qui traite des déformations en soudage

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