Le saviez-vous ? #1 : Les soudures

 

Est-ce que les propriétés mécaniques se dégradent dans un assemblage soudé?

 

Une étape essentielle dans la réalisation d’un projet de conception est le choix des matériaux. Dans le cas d’un assemblage métallique, deux options sont souvent envisagées : soit un alliage d’acier ou d’aluminium. Afin de faire un choix de matériaux éclairé, il faut comprendre l’effet d’une soudure sur les propriétés de chacun des types de métaux.

 

Le fait de joindre deux pièces métalliques par soudure implique que le métal composant chacune des pièces sera amené à son point de fusion. La matière subira donc un choc thermique important lorsqu’elle sera soudée. La zone affectée par la chaleur de soudage est appelée « zone affectée thermiquement » ou ZAT. Cette dernière est définie par le procédé de soudage ainsi que le nombre de passes de soudures effectuées. L’image ci-dessous illustre l’effet de propagation de chaleur dans une soudure par point entre deux plaques d’acier d’une épaisseur de 0,125 po.

 

 

Matériel en fusion : Visible dans la section blanche

ZAT : Visible dans les sections jaune et orange

 

Dans un cas où un acier au carbone faiblement allié est utilisé, les propriétés mécaniques de la ZAT sont peu affectées par la soudure. Pour certains aciers fortement alliés, les propriétés seront affectées de manière plus importante. Le grain du matériau sera modifié par la chaleur et entraînera une dégradation des propriétés mécaniques.

 

Dans le cas du soudage d’un alliage d’aluminium, une perte importante des propriétés mécaniques est généralement observée. Il est important de considérer cette caractéristique de l’aluminium lors de la conception d’un assemblage soudé. Cette perte de propriétés est directement reliée au type d’alliage d’aluminium utilisé.

 

Il est donc toujours important de bien comprendre la répartition des contraintes dans un assemblage particulier afin de choisir les bonnes méthodes d’assemblages et, dans le cas de joints soudés, de s’assurer que les contraintes dans les ZATs restent à un niveau acceptable selon le matériau et le procédé de soudage choisis.

 

 

 

Sources :

 

  1. Beaulieu D. Calcul des charpentes d’aluminium. Chicoutimi: Les Presses de l’aluminium; 2003.
  2. Groover M. Fundamentals of modern manufacturing. 5th ed. Wiley.
  3. Logiciel utilisé: NX9, solveur : Nastran.

 

 

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