La fissuration consécutive à l’opération de soudage à l’arc

Cracking generated by arc welding

LaMSID UMR EDF-CNRS-CEA 2832, 8 quai Watier, 78401 Chatou Cedex, France
e-mail: jean-michel.carpreau@edf.fr

Reçu : 6 Février 2010
Accepté : 22 Octobre 2010

Résumé

En soudage, l’apport localisé et rapide de chaleur ainsi que son écoulement conduisent à des cycles thermiques qui peuvent modifier l’état mécanique et métallurgique des pièces à assembler. Ces modifications peuvent introduire, en fonction de la nature du matériau, des fissures préjudiciables pour la tenue en service des structures. L’analyse des divers mécanismes de fissuration suite à une opération de soudage à l’arc a permis de montrer le rôle prépondérant du chargement mécanique du joint soudé ou de la zone affectée thermiquement. Le chargement mécanique a pour origine le retrait de solidification et/ou les dilatations thermiques lors du cycle du soudage. Ceci explique que souvent les modèles de prévision de formation des fissures sont basés sur le calcul d’une contrainte qui est comparée à une valeur de référence. La valeur de référence résulte, soit d’essais mécaniques (essais d’implant ou Varestraint) qui nécessitent un grand nombre d’essais et qui fournissent souvent des valeurs enveloppes, soit d’une approche phénoménologique basée sur les mécanismes.

Abstract

During welding, rapid localized heat transients lead to thermal cycles, resulting in changes in the local metallurgy and mechanical loading of the components to be joined. Depending on the materials, these changes may generate cracks, making the weld structure unable to resist in-service loading. Analysis of various cracking mechanisms showed the role of the thermomechanical loading of the weld or HAZ during cooling after arc welding. Hence, prediction of cracking is based on the calculation of the thermomechanical stress, which often gives an estimated range, or from a mechanistically-based phenomenological approach.