Comment prévenir et contrôler les déformations du soudage ?

Bonjour à tous,

Traduction du lien
https://www.airproducts.com/~/media/Files/PDF/industries/metals-fabrication-how-to-prevent-control-welding-distortion.pdf

Qu'est-ce que la déformation ?
Une distorsion ou une déformation peut se produire pendant le soudage en raison de la dilatation et de la contraction non uniformes de la soudure et du métal de base pendant le cycle de chauffage et de refroidissement.
Des contraintes se forment dans la soudure en raison des variations de volume, en particulier si la soudure est bridée et retenue par les composants fixes ou d'autres matériaux qui l'entourent.
Si les restrictions de dilatation sont partielles ces contraintes peuvent provoquer une déformation du matériau de base et même provoquer des déchirures ou des fractures.
Bien sûr, la déformation peut être très coûteuse à rectifier et à corriger, donc la prévention est importante.

Quels sont les principaux types de déformation ?
Il existe différents types de déformations et de changements dimensionnels y compris le type longitudinal, transversal, angulaire, torsion et courbures.
Plusieurs types de déformation peuvent se produire en même temps lors du soudage.

Quelles sont les principales causes de déformation ?
Il existe de nombreux facteurs qui peuvent causer des distorsions de soudage
Il est très difficile de prédire la quantité et la qualité exacte de déformation qui sont susceptibles de se produire.
Parmi les facteurs à prendre en considération figurent le degré de bridage et de contrainte, les propriétés thermiques du matériau, les contraintes inhérentes à des processus de travail des métaux antérieurs tel que le laminage, le formage et le cintrage, la conception de la soudure, la précision de fabrication et la nature de la soudure, le procédé de soudage lui-même, la symétrie, le préchauffage et le nombre et la séquence des soudures nécessaires.

Que puis-je faire pour limiter la distorsion?
Les effets du retrait longitudinal ou transversal de la soudure ne peuvent jamais être complètement éliminés, mais vous pouvez les limiter au minimum en prenant quelques précautions.

Les étapes pratiques sont les suivantes:

• Réduire le volume de la soudure pour éviter le remplissage excessif et envisager l'utilisation de soudage intermittent
• Minimiser le nombre de cycles de soudage
• Positionnement et équilibrage des soudures autour de l'axe de symėtrie
• Utiliser des techniques de soudage comme le pas de pèlerin (soudage en arrière ou avec saut) qui impliquent l'utilisation de soudures courtes réalisées dans le sens opposé au joint
• Tenir compte du rétrécissement longitudinal en prévoyant des sur longueurs des pièces à souder qu'il suffirait d'éliminer par usinage.
• Tenir compte du voilement des surfaces en prévoyant une pré déformation ou des sur épaisseurs des pièces à souder
• Planification de la séquence de soudage pour s'assurer que les retraits sont contrecarrés progressivement
• Diminuer le temps de soudage

La déformation peut être évitée ou réduite de façon significative lors du soudage de structures métalliques en utilisant des dispositifs de fixation tels que des renforts ou des coins pointés ou pré-fixés dans des plaques
Déformation préalable avant la soudure pour amener les pièces aux dimensions requises après la soudure.
Des raidisseurs longitudinaux peuvent également être utilisés pour limiter ce type d'arc de courbure.
Il est également important d'utiliser la séquence de soudage correcte, comme le soudage du cadre avant une plaque de recouvrement.
Les techniques de pré pliage et pré réglage peuvent également aider à prévenir la déformation.
Le refroidissement à l'eau peut être utilisé pour contrôler le retrait.

Les canalisations et les tubes peuvent subir des déformations après le soudage et ceci peut être évité en utilisant des renforts attachés par des sangles, des coins à l'intérieur ou à l'extérieur du joint longitudinal et en utilisant des lattes support pour contrôler le retrait transversal ou le pré-réglage
En utilisant des paires dos à dos lors du soudage des brides aux tuyaux.
En résumé, si la déformation de soudage est susceptible d'être un problème sérieux, elle peut être évitée ou minimisée par une planification préalable des travaux et en suivant les meilleures pratiques.

Comment puis-je corriger la déformation après son apparition?
Il est tout à fait possible de corriger la déformation.
Ceci peut être réalisé en retirant mécaniquement la courbure de déformation à l'aide d'une presse hydraulique, le martèlement pneumatique et / ou la vibration sans contraintes.
En variante, un dispositif de calibrage peut être utilisé pour restaurer les Fabrication à ses dimensions prévues.
Différentes techniques de chauffage peuvent également être utilisées pour corriger la distorsion en appliquant des chaudes de retrait (chauffage local).

c'est un sujet immense, pas mal cerné par Dominique, mais d'une complexité........
Les pièces sont souvent complexes, la règle est aussi de commencer par ce qui va déformer le moins, pour finir par ce qui va déformer le plus.
A la louche les soudures en angles extérieurs, les à plat et finir par les angles intérieurs, mais pas seulement cela, le sens de la soudure intervient aussi.
Dans un exemple concret, disons le soudage d'un cadre en tube carré ou rectangulaire , l'ensemble correctement pointé, on en soudera d'abord les arêtes extérieures, plus les parties planes, mais là gaffe au sens, en allant de l'intérieur du cadre vers l'extérieur, puis on finira par les angles intérieurs.
Si le cadre a des tubes servant de barreaux, le bon plan est de les pointer avant de souder le cadre, mais là encore gaffe, pour la soudure des barreaux, il ne faut pas souder tout un côté puis l'autre mais alterner entre les faces de l'ouvrage.
Autre exemple, soudage d'un gousset, cela déforme et s'est pratiquement irredressable , mais on peut limiter le truc avec le sens des soudures en allant toujours de la pointe des goussets vers le fond d'angle , cela fera moins de pincement de la matière.
Autre exemple soudage d'un UPN sur un autre ou sur une plaque, même bidule aller du bout de l'aile vers le fond de l'UPN que ce soit pour le soudage de son intérieur que de son extérieur.

C'est aussi pour cela que souvent je souris lorsque je vois des gens tenir une torche TIG comme un stylo et parler de pédale etc, dans la pratique on se retrouve rarement tranquilou assis pour souder, et souvent à souder dans ce que l'on pourrait qualifier d'à l'envers, mais gauche tenant le métal d'apport par dessus la main droite qui elle tient la torche certes avec le bon angle mais dans une gestuelle anti naturelle .
Quant à redresser avec des chaudes de retrait, cela marche très bien sur les aciers, mais vraiment pas du tout hélas sur les aluminiums.

Merci Tungstene ,vendredi j'ai soudé un tube sur un plateau en deux parties, épaisseur 10mm j'ignore pourquoi ils ont fait la conception de cette manière.
je vous garantie que j'ai pris quelques précautions braquant plus soudures alternées pas facile de prévoir les contraintes+chanfrin en x
Après refroidissement il était droit comme un I.
Demain je vous montrerais une photo .

Merci Dominique,

Anticiper et corriger les déformations nécessitent des connaissances théoriques, mais surtout une solide expérience.

Bonjour W,

C'est aussi pour cela que souvent je souris lorsque je vois des gens tenir une torche TIG comme un stylo et parler de pédale etc, dans la pratique on se retrouve rarement tranquilou assis pour souder

Bonsoir Tungstène :D

on commence vraiment à le savoir que tu n'aimes pas les pédales :D:D
ça tourne mème à l'obsession ;)

pour ce qui est de tenir la torche comme un stylo je te rejoins en partie sur ce point
perso je la tiens par sa poignée en plus avec l´aluminium je préfère :)

ceux qui la tiennent comme un stylo je te rassure tout de suite ne soudent pas de l'aluminium avec une intensité de 200 ampères
ils sont assis devant un établi et soudent de petites pièces et l'intensité de soudage est très inférieure à 200 ampères
j'ai particulièrement apprécié ce que SavoirFer nous avait montré sur un précédent forum (le soudage des ballons inox )
un travail un peu répétitif certes mais pour ce type d'ouvrage assis ça facilite bien la vie du soudeur

cordialement Ricou26:)

Salut Ricou,

De même pour moi, je préfère tenir la torche (TIG et autres torches) comme un marteau, à pleine main.
Mais j'ai connu une boutique qui faisait faire ses torches TIG sur-mesure, dont certaines droites comme ... un stylo.
Pour ce qui est du coté répétitif cela dépend de l'organisation de la production.
Dans l'entreprise dont tu as vu les photos, les soudeurs tournaient sur plusieurs postes de travail, ce qui évitait cet inconvénient, mais nécessitait une grande polyvalence, donc ... de la formation.

Cordialement

Bonsoir,

Merci beaucoup Messieurs pour le partage de vos expériences, de vos astuces et de vos avis.
J'apprécie beaucoup ce travail d'équipes pour l'information technique de tous.
J'apprends tous les jours une nouveauté sur divers sujets relatifs au soudage et ses techniques.
Respectons les avis des uns et des autres sans faire de commentaire acerbe !
Bonne soirée.

Bien cordialement,

je ne vais pas prendre la mouche, ce ne sont que des taquineries, moi sur des travaux répétitifs j'aurais déprimé, c'est pour cela que je me suis bien épanoui dans mon ancienne boite c'était très varié, matières, procédés, je plaide juste sur l'acquisition de bases solides et avérées, pour être" tout terrain".

Bonsoir,

Voici quelques photos :

Es ce qu'une partie de la solution n'est pas simplement avec un bon bridage des pièces? (lorsque c'est possible)
Je perds beaucoup de temps avec des bridages surdimensionnés que beaucoup trouveraient inutile et ridicule mais si je fais pas ça, c'est la memerde...
Je voudrai votre avis!
Je suis loin de faire des pièces aussi complexes que celles ci dessus mais par exemple: je veux souder quelque chose au milieu d'un tube de 30x30x3 Lg 4000.
Je bride un UPN 120 en parallèle à ce tube, je soude, je laisse refroidir et il ne bronche pas. J'en fais trop?
Je me souvient qu'en entreprise c'était mal vu, à coté de ça il y en a qui étaient toute les 5 minutes à la presse hydraulique pour redresser des trucs...

Dans votre exemple souvent brider ne suffit pas le plus souvent il faut faire lors du bridage une petite contre déformation, mettre une plaquette de 2 ou 3 mm en dessous de la partie qui sera soudée pour faire une petite cambrure du tube

Bonjour, pour la soudure en rotation il y a moins de déformation pour le bridage sur la photo ,il était plutôt simpliste.
Il faut faire très attention aux étapes et planifications de soudures ,bouclage impératif de faible ampérage à la soudure en rotation.
Par contre sur du tube on finit toujours par le redresser par point de chauffe quand il n'est pas bridé.

Pour les déformations quand sous la main t'as pas de presse, de vérin, de chalumeau... Bref la meuleuse, la bite et le poste, il m'est arrivé de faire quand c'est possible un ou plusieurs cordons à l'opposé de la soudure qui a créé la déformation et de l'effacer ensuite à la meuleuse. C'est un peu bourrin mais bon... Alors attention sur des pièces qui n'avaient pas à subir des contraintes mécaniques énormes. Par exemple sur un Té sur tube inox mais tu peux perdres un peu en longeur sur la barre du T.

Pour la tenue de la torche tig, crayon ou marteau pour moi c'est en fonction du travail à faire, main droite, main gauche aussi.Tenir en crayon sur grosse intensité faut aimer se cramer les pattes ;-), tenir en marteau sur petit tube genre 8x1 faut aimer.... rien :-)