Le calibre de gorge de soudure est un paramètre essentiel qui influence la résistance et la qualité des assemblages soudés. Cet article vise à définir ce concept, à explorer son importance et à examiner les facteurs qui l'affectent.
Définition du calibre de gorge
Dans le contexte des soudures d'angle, le calibre de gorge est défini comme la distance mesurée entre le point le plus bas de la pénétration et le point le plus haut de la surépaisseur. Il existe quatre définitions principales de la gorge : totale, théorique, réelle et efficace, chacune ayant une signification particulière dans l'évaluation de la qualité de la soudure. Des schémas illustratifs permettent de visualiser ces différentes définitions.
Importance du calibre de gorge
Le calibre de gorge est un facteur déterminant de la résistance d'une soudure d'angle. Une gorge appropriée garantit que la soudure peut supporter les charges et les contraintes auxquelles elle sera soumise en service. Un calibre de gorge insuffisant peut entraîner une faiblesse de la soudure et une défaillance prématurée de l'assemblage.
Assemblage de pièces soudées d'épaisseurs différentes
Lors de l'assemblage bout à bout de pièces soudées d'épaisseurs différentes, une attention particulière doit être portée à la transition entre les sections. Si la différence d'épaisseur (h = t1 - t2) est supérieure à 2 mm, une variation progressive de la section est nécessaire. Ceci est réalisé en créant une pente de raccordement h/d entre l'épaisseur la plus forte et l'épaisseur la plus faible.
La pente de raccordement h/d doit être comprise entre 1/3 et 1/4, en fonction des sollicitations en service de la soudure. Il est préférable de réaliser la pente sur la face extérieure du joint soudé afin de minimiser les effets de turbulence ou de perte de charge. Lorsque l'assemblage soudé est peu sollicité, des échancrures peuvent être admises, à condition que les ensembles ne soient pas exposés à des atmosphères corrosives.
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En règle générale, lorsque l'épaisseur est supérieure à 6 mm, un bord non fondu d'une hauteur h > 1 mm doit subsister. Dans ce cas, la gorge est égale à 0,7(t ?).
Soudures d'angle et contraintes
Les soudures d'angle présentent une mauvaise répartition des forces lorsqu'elles sont soumises à des contraintes de traction ou de compression. De plus, l'arête non soudée crée une entaille interne permanente, ce qui peut affaiblir la soudure. Les assemblages d'angle dont la fusion complète de la racine n'est pas assurée peuvent néanmoins donner satisfaction lorsqu'ils sont soumis à des charges statiques.
Facteurs affectant le calibre de gorge
Plusieurs facteurs peuvent influencer le calibre de gorge d'une soudure, notamment :
- Le procédé de soudage : Différents procédés de soudage peuvent produire des calibres de gorge différents. Par exemple, le soudage à l'arc submergé (SAW) est connu pour ses capacités de pénétration profonde, ce qui peut conduire à un calibre de gorge plus important.
- Les paramètres de soudage : Les paramètres de soudage tels que le courant, la tension et la vitesse de déplacement peuvent également affecter le calibre de gorge.
- La position de soudage : La position dans laquelle la soudure est réalisée peut influencer la facilité avec laquelle le soudeur peut contrôler le calibre de gorge.
- L'habileté du soudeur : L'habileté et l'expérience du soudeur jouent un rôle important dans la réalisation d'un calibre de gorge approprié.
Défauts de soudure
Divers défauts peuvent compromettre la qualité d'une soudure et affecter son calibre de gorge. Parmi les défauts courants, on peut citer :
- Soufflures : Cavités en forme de galerie de ver dans le métal fondu, résultant du cheminement du gaz.
- Retassures : Cavités de forme allongée qui se forment entre les dendrites au cours du refroidissement et dans lesquelles du gaz peut être emprisonné.
- Manque de fusion entre passes : Défaut caractérisé par une absence de fusion entre les différentes passes de soudure, souvent désigné par les termes «collage noir» et «collage blanc».
- Pénétration irrégulière : Pénétration extrêmement irrégulière, rencontrée en soudage par faisceau d'électrons ou en soudage laser, donnant au cordon un aspect en dents de scie.
- Criques : Défaut de soudure de groupe 5 (506) selon ISO 6520-2.
- Cavités : Défaut de soudure de groupe 5 (507) selon ISO 6520-2.
- Déformations : Défauts de soudure de groupe 5 (508) selon ISO 6520-2.
- Morsures : Défaut de soudure de groupe 5 (5011) selon ISO 6520-2. Manque de métal en forme de sillon situé sur les bords du cordon, au profil plus ou moins aigu qui s’étendent sur une certaine longueur de la soudure.
Fusion et pénétration : une distinction importante
Il est crucial de distinguer la fusion de la pénétration en soudure. La fusion se réfère à la liaison atomique des métaux, assurant la coalescence des pièces. La pénétration, quant à elle, est la distance à laquelle la fusion s'étend dans le métal de base ou la passe précédente. Bien qu'une fusion complète soit essentielle pour la résistance de la soudure, une pénétration profonde n'est pas toujours nécessaire.
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Avantages et inconvénients d'une pénétration profonde
Une pénétration plus profonde peut être avantageuse dans certaines situations, notamment pour assurer une fusion complète à la racine du joint ou pour réduire le volume de métal d'apport nécessaire. Cependant, elle peut également être préjudiciable, en particulier lors du soudage de matériaux minces ou en favorisant la fissuration de la ligne médiane.
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