Soudage moyeu sur arbre moteur 25CD4S 55mm plein

Bonjour à tous.

Suite à mon projet (très voire trop) artisanal de l'année dernière : http://www.youtube.com/watch?v=g8fLzPC0GmM

J'attaque un nouveau projet : Une Peugeot 106 avec 2 moteurs de GSXR (143ch) à la place des passagers arrière : http://www.youtube.com/watch?v=M0xit65fyWs

Concernant l'arbre moteur, j'ai dimensionné la nuance d'acier (en fonction des contraintes en torsion et flexion) et je trouve qu'il me faut un acier à Re de l'ordre de 500MPa.

Sur le forum http://www.usinages.com/automobile-moto-f8/choix-nuance-pour-arbre-roue-t32718.html, on m'a conseillé du 25CD4S, suffisant en terme de résistance et soudable.

Ma problématique, donc :
Souder des moyeux (de roue et de couronne moteur) en 25CD4S sur un arbre plein de 55mm en 25CD4S.









J'ai parcouru l'ensemble des posts de ce forum à la recherche de la méthodologie de soudure du 25CD4S et arrive à la synthèse suivante :

Poste :
------------------
TIG en DC

Gaz :
------------------
Argon 100%

Fil d’apport :
------------------
Le métal d'apport doit être un fil à 1% chrome et 0,2% de molybdène (par exemple SAF NERTAL CD 85).
Il suffit de taper la requête Métal d'apport 25CD4 ou Filler metal 4130
- BOHLER DCMS-IG
- FSH WELDING TIG80SB2
- LASTEK 151
- SAF NERTAL CD 85

Thermique :
------------------
Energie de soudage 25 kJoules
Calcul de l’énergie de soudage en DC ou pulsé :
Comment calculer l'apport de chaleur lors du soudage selon EN 1011-1 ?

Préchauffage à 230 °C minimum
Refroidissement le plus lent possible sous vermiculite ou laine de verre (pour éviter la formation de structure martensitique (fissuration à froid sous cordon)).

Composition :
------------------
Le 25CD4S a comme composition (teneur la + défavorable dans la fourchette fournisseur) :
0.28%C, 1.2%Cr, 0.3%Mo, 0.8%Mn. (Source mettaliage.fr)
Le carbone équivalent de cet acier étant de 0.7 (au pire) un préchauffage est nécessaire.

Fournisseurs :
------------------
http://www.aircraftspruce.com
http://www.25crmo4.com
http://www.ulmtechnologie.com
http://www.imsfrance.com
http://www.osbornmetals.com


-----------------------------------------------------------------

Même si je ne vais pas le faire moi-même (je vais trouver une entreprise), j'aimerais quand même être informé de ce qu'il va se passer...

Du coup, par rapport à ce que j'ai pu "voler" sur ce forum comme informations, je souhaiterais quelques précisions. (Toutes mes excuses, par avance, pour les questions "bêtes".)

1) Ces informations sont-elles valables pour de l'acier plein ? (Etant donné que les posts en question traitaient de la soudure de tubes en fines épaisseurs (de 1 à 3mm))

2) Quel diamètre de fil d'apport utiliser ?

3) Il y a t'il une géométrie locale plus efficace pour ce type de soudage ?

4) Par quel moyen technique le préchauffage de la pièce est-il généralement réalisé ?

5) Concernant le refroidissement le plus lent possible, quels sont les ordres de grandeurs ? (Quelques minutes ou quelques heures)


Merci d'avance pour vos réponses et bonne journée.

Bonjour beton04f,

Nous vous remercions d'avoir choisi notre site et d'avoir placé votre message dans la bonne rubrique du forum !
Nous sommes étonnés par la somme d'informations que vous avez collecté sur ce forum (et certainement d'autres) pour entreprendre votre projet de soudage.
Vous n'indiquez pas dans votre message le type d'assemblage rencontré
Nous supposons un assemblage par recouvrement en angle mais sans certitude ?

Pour souder des moyeux de roue sur un arbre plein Ø 55 mm, il sera nécessaire de calculer la température de préchauffage avec l'épaisseur la plus importante de l'assemblage et préchauffer les pièces soit :
- A la flamme oxy-butane (régulation thermique difficile)
- Avec des radiants
- Avec des résistances électriques

Ce matériel n'est disponible que chez des professionnels spécialisés dans le préchauffage, post-chauffage et traitement thermique.



La température en cours de soudage ne devra jamais descendre au dessous de la consigne de préchauffage
Il sera donc nécessaire de prévoir des équipements de protection individuelle adaptés à ce type de travail.



Vous avez juste oublié dans votre descr_iptif méthodologique d'opérations techniques le traitement thermique après soudage qui est indispensable pour cette nuance 25CrMo4 et ces épaisseurs afin de diminuer les duretés en ZAT et les tensions internes de soudage qui ne pourra se faire raisonnablement que par un professionnel.

Le refroidissement lent pour ce type de pièce sera de 50 degrés celsius maxi par heure donc avec un calcul rapide au moins six à huit heures.
Il sera nécessaire d'utiliser des couvertures thermiques de soudage (tricot de verre et de silice) pour ce refroidissement (encore du matériel de professionnel)




Ce refroidissement lent peut être éliminer par un traitement thermique immédiat après le soudage.

Nous vous rappelons que le procédé TIG / 141 est le procédé de soudage par fusion le plus lent (en moyenne 5 à 8 cm/min) et avec le taux de dépôt de métal le plus faible.
Selon le volume et la gorge de soudure à obtenir, vous pouvez utiliser en TIG du métal d'apport en baguette dressé de 1000 mm en Ø 2,0 mm et Ø 2,4 mm
Il faudra un poste de soudage capable de souder sans disjoncter à 170 / 190 ampères (encore du matériel de professionnel)

Vous avez raison de faire appel à un professionnel qui devra être équipé du matériel de préchauffage et de traitement thermique après soudage pour entreprendre ce travail.

Cordialement,

Bonjour,

Merci pour ces précieuses précisions.

[cit]Vous n'indiquez pas dans votre message le type d'assemblage rencontré
Nous supposons un assemblage par recouvrement en angle mais sans certitude ?

Je ne suis pas sûr de comprendre.

Les moyeux sont pourvus d'un percement cylindrique de 55mm de diamètre.
L'arbre fait 55mm de diamètre.
Je "glisse" l'un dans l'autre, à la manière de papa-maman.

Mais ce n'était peut-être pas le sens de votre question ?

[cit]
Pour souder des moyeux de roue sur un arbre plein Ø 55 mm, il sera nécessaire de calculer la température de préchauffage avec l'épaisseur la plus importante de l'assemblage

Je n'ai pas trouvé de méthode de calcul à ce sujet, avez vous un bout de référence ?

Merci beaucoup.

Je me permets de lister des boites qui fournissent du 25CD4S (25CrMoS4 ou 1.7214).

J'ai galéré à trouver et mes recherches sur le net m'indiquent que je n'ai pas été le seul à galérer.

Si c'est contraire à la politique du forum, je vous laisse supprimer le message.

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Bonjour,

Ce couple est le couple à l'arbre, donc après rapport de transmission, primaire, boite de vitesse (à considérer sur le 1er rapport pour un dimensionnement dans la pire situation) et finale (total d'environ 1/10ème).

Donc on est bien sur le même ordre de grandeur.
Vos calculs vous mènent à 1/17 au lieu de 1/10 parce que :
- vous oubliez qu'il y a 2 moteurs (les 2 arbres pourront être accouplés)
- vous partez de la puissance maxi de 143ch (qui sont délivrés au régime de puissance maxi) alors qu'il faut prendre le couple maxi au régime de couple maxi, mais c'est une info que vous n'aviez pas.

Et effectivement, la vitesse maxi à 10000t en 1ère est de 90km/h. Donc votre 40km/h à 4500t/m est correct.

Le dimensionnement est fait en première justement parce que c'est sur ce rapport que les efforts sont maximums (à 40km/h environ, vitesse correspondant au couple maxi du moteur en 1ère).

Par ailleurs, la chaîne subira un effort de 28000N, effectivement. Mais je garde celle d'origine. Ca devrait ne pas poser de problèmes.

Enfin, concernant votre comparatif intéressant, (tube de 40mm en épaisseur 3 ou 4mm), notez 2 choses :
- j'ai 2 moteurs de 143ch donc environ 3 fois plus de couple à transmettre
- Les arbres travaillent aussi à la flexion (ce qui intervient pour presque 50% du dimensionnement.)

J'ai pris un temps fou pour faire les calculs (genre ça m'a pris 30 heures, je n'avais fait ça qu'à l'école...) je pense qu'ils sont bons. MAIS JE SUIS TOUJOURS SUSCEPTIBLE DE FAIRE UNE ERREUR. Ceci dit, j'ai fait vérifier partiellement mes calculs, à priori, je suis ok.

En tout cas, si ces nouveaux éléments vous laissent dubitatif, n'hésitez pas à m'en faire part, je jetterai à nouveau un oeil à mes calculs, je préfère recalculer que me planter...


Salutations

Bonjour,
Nous passons en MP si vous voulez bien.
Cordialement
Yann