Interdiction de marteler les soudures

Bonjour,

Certains codes de construction interdisent le martelage des soudures.
Cette technique est connue pour limiter certaines déformations au soudage.
Pourquoi donc l'interdire ?
Est ce que le martelage augmente les contraintes dans la zone soudée ?
Est ce que cela permet de cacher certains défauts comme les collages ?
Merci si vous avez quelques infos sur le sujet, documents ou sites visitables.
Glaviouse

Bonjour,
oui le martelage a pour effet de crée des micro contraintes de compressions, ce qui entre passes limite certaines déformation mais qui en finition risque de fragiliser la soudure

Bonjour,

La surface du cordon de soudure et de la zone voisine adjacente est mise en compression par l'action d'un marteau.
Le but est de produire par choc l'écrouissage et la plastification d'une couche superficielle de quelques millimètres d'épaisseur pour assurer la relaxation des contraintes.
Les paramètres opératoires du martelage sont :
- la forme et la masse du marteau,
- la vitesse d'impact,
- le temps de martelage.

Le martelage peut avoir lieu :
1 - Avant le soudage : Il s'agit du martelage des bords à souder pour obtenir un affinage du grains et éviter ainsi la fissuration à chaud lors du soudage de certains matériaux (cas des aciers inoxydables coulés, par exemple).
Il faut que la zone fondue des cordons ne dépasse pas la zone affinée par martelage.
2 - Pendant le soudage : Le martelage s'applique dans le cas des soudures multipasses et permet de réduire les déformations par retrait et donc, l'importance du champ de contrainte. La martelage est appliqué après chaque passe sur le métal chaud aussitôt après le dépôt. On utilise un marteau pneumatique équipé d'un matoir lisse.
3 - Après le soudage : Comme pour le grenaillage, le traitement élimine les contraintes de traction, mais améliore aussi la tenue en fatigue et à la corrosion sous tension.
Dans ce cas on utilise des marteaux à aiguilles.

Le martelage doit être évité sur la première passe et les passes de finition.
Il est effectivement interdit par une majorité des codes de construction pour les matériaux métalliques inoxydables et acier carbone + manganèse.

Cordialement,

A vous entendre cela ne presente que des avantages. Certains codes l'ecarte sans tenir compte du type de materiaux.
Que craint on exactement ?

C'est une opération délicate qui, certes, transforme favorablement le champ des contraintes résiduelles, mais peut aussi avoir des effets secondaire indésirables :
- ecrouissage excessif du matériau en surface, ce qui n'est pas bon pour ses caractéristiques mécaniques,
- mal mené, possibilité de meurtrir la surface et d'introduire des éléments extérieurs néfastes au sein de la soudure.

Par ailleurs, l'apport de contraintes résiduelles de compression se fait uniquement en surface, ce qui est assez inutile entre passes, puisque la surface est refondue par le cordon suivant.

Bonjour,
Le martelage ou grenaillage en surface, permet de limiter l'apparition d'amorce de fissures pour une pièce qui travaille en fatigue.

Par contre entre passes le martelage permet de nettoyer le cordon mais limite aussi les déformations.

Cordialement.

Concernant la limitation des déformations (qui est tout-à-fait réelle), il n'y a pas de miracle, si les déformations diminuent c'est au détriment des capacités de résistance de la pièce. Quelques éléments pour mieux comprendre :

1/ effets simplifiés du cycle thermique lors du soudage :
a: A l'avant du bain de fusion, la pièce chauffe, donc elle veut localement se dilater (quand on chauffe du métal il se dilate).
b: Mais le reste de la pièce est froide, et empêche la zone de se dilater librement. Il y a donc localement une forte tendance à la compression.
c: le bain de fusion arrive, le métal passe en phase liquide. Dans cette zone, les contraintes disparaissent (forcément c'est un liquide).
d : le bain s'éloigne, la zone refroidit. Du coup, le métal veut se contracter. Mais le reste de la pièce, massive et subissant moins de gradient de température, l'empêche de se contracter. Il apparait donc des contraintes de traction. Et forcément, ailleurs, pour équilibrer, des contraintes de compression.


2/ Les déformations qui en résultent :
La pièce soudée comporte donc, à l'intérieur, des contraintes (des "forces") de traction et de compression, assez fortes. Sous l'effet de ces contraintes, l'acier, qui est un matériau souple, se déforme. Les déformations qu'on voit sont donc le résultat d'un équilibre entre la résistance du matériau et les contraintes qui subsistent à l'intérieur de celui ci après le soudage (contraintes résiduelles).


3/ Redresser par une opération mécanique :
A la fin du soudage, ou même entre les passes, on peut limiter ou faire disparaitre ces déformations en martelant. Mais cela n'a rien de magique, en fait il s'agit juste d'appliquer des déformations plastiques à la matière, qui ont deux effets :
a/ ces déformations conduisent à une redistribution des contraintes résiduelles, donc cela modifie les déformations associées à ces contraintes,
b/ ces déformations plastiques s'ajoutent aux déformations de soudage et peuvent visuellement en corriger les effets.

Donc, pour être clair, redresser une pièce, que cela soit par action locale ou par déformation globale, cela ne consiste pas à "enlever" une déformation, mais bien à en ajouter une autre par dessus la déformation initiale.

4/ Tout cela pour dire quoi? Tout cela pour dire que, quand on déforme plusieurs fois un trombone, il finit par casser à l'endroit de la déformation. C'est pareil pour tous les matériaux. Chaque fois qu'on applique une déformation plastique au matériau, on réduit la quantité d'énergie qu'il peut absorber avant de casser. Alors quand on déforme une pièce par martelage, on diminue la résistance de la pièce dans la zone de martelage, comme on diminue la résistance du trombone en le pliant.


C'est donc une opération défavorable. On peut essayer de combattre la déformation en limitant la brutalité du cycle thermique, ou en appliquant des contres déformations initiales, Mais il faut éviter de le faire par des méthodes qui ont pour effet d'endommager le métal encore plus.

Les contraintes résiduelles en soudage, en peau sont des contraintes de traction.
Le fait de marteler entre passe permet de réduire ces contraintes de peau ou même de faire passer en compression des contraintes de traction et de ce fait limiter des déformations liées au soudage.
Le fait de souder sur une zone martelée et écrouie, qui sera fondue ne pose aucun problème car du fait de la refusion, il y a recristallisation et effacement de l'état de contrainte initial.
Le martelage entre passe n'est pas habituellement autorisé par les codes car il peut faire apparaitre des défauts dans une mauvaise mise en oeuvre du martelage.
Une des méthodes pour le faire accepter et de faire une qualification avec martelage.
Salutations.

Bonjour,

Le sujet du martelage de soudure est très intéressant.

J'ai également une problématique relative à ce sujet.
Nous utilisons des courroies de 301SS de 20*2 mm, soudée au TIG et nous voulons améliorer la tenue à la fatigue thermique.
La soudure est sujette à des cycles thermiques lents et d'amplitude assez faible (150°C).
Les casses se produisent la plupart du temps à cause de défaut de surface, d'où l'idée du martelage.

Connaissez vous des produits qui permettraient de marteler (ou grenailler) la surface de la soudure.
J'ai entendu parler de la compagnie SONAT qui fait des grenailleuses miniatures.

Merci par avance de votre avis.

Ludovic Brodusch , Ing. jr.

il n'empêche que c'est un des meilleurs moyen de redréssage, et même bien souvent la seule solution