Quizz sur les déformations en soudage

Quelle est la signification du terme "résiduel " utilisé pour décrire le stress résultant de la soudure?

Les contraintes résiduelles se réfèrent à l'accumulation de contraintes internes dans le procédé de soudage ou le métal de base.

Q1

Est-ce que les mots : contrainte résiduelle et la déformation sont la même chose?

Quand les contraintes résiduelles provoque un changement dans la forme de la partie soudée, nous appelons cela déformation

NON

Q2

Nommez au moins deux activités de fabrication (autres que le soudage) qui peuvent causer la déformation par la chaleur.

1. Le coupage thermique

2. Le préchauffage

3. Le rechargement dur

4. Le brasage

Q3

Expliquez pourquoi une section soudée qui n'a aucunement bougé après le soudage peut être affectée par les forces de déformation.

La section soudée peut avoir des contraintes résiduelles présentes à l’intérieur qui ne sont pas assez forts pour déplacer le matériel mais cause quand même du stress sur certaines parties.

Yes Sir! Pas de

deformation !

Q4

Est-il possible de faire des soudures qui ne causent aucune force de déformation ?

Dans des conditions réelles lors du soudage des métaux, là où la chaleur utilisée, il y a déformation

NON

Le chauffage et refroidissement créer des forces de dilatation et de retrait dans les parties soudées.

Q5

Q6 Généralement, dans un joint de soudure, qu’est-ce qui a un plus grand effet sur la déformation: Est-ce la quantité totale de la chaleur ou de la température maximale de l'arc? Pourquoi?

La quantité totale de la chaleur

Une source de chaleur intense et très concentrée peut chauffer une petite zone, mais une plus grande surface chauffée causera plus de dilatation / contraction

Q7 Décrire ce qu'est un joint de soudure " retenu ". Donnez un exemple.

Un joint retenu est maintenu rigidement et permet de mieux contrôler la déformation du joint pendant le soudage

Non retenu

Retenu (bridé)

Est-ce que la plupart des soudures sont des exemples de la dilatation libre et de contraction ou sont des exemples de l’expansion retenu et de contraction?

De l’expansion retenu

Le métal moins chaud environnant retient le métal. Il sert de bridage. La soudure qui a déjà commencé à se solidifier retient également la soudure.

Q8

Q9 Dessinez comment s’effectuera la déformation sur cet assemblage en Té après que la soudure aura été faite.

Q10 Après avoir soudé un joint bout à bout sur un côté, est-ce que la soudure effectuée sur la face arrière provoquera une quantité égale de mouvement comme la première soudure pour remettre le tout bien droit? Pourquoi?

Lorsque la première passe est refroidit le métal fondu solidifié empêche la déformation de s’effectuer librement. Il arrive rarement que tout redeviendra bien droit après la deuxième passe de soudure.

Le résultat final est une déformation permanente des pièces soudées.

Q11 INDIQUEZ trois images pour illustrer les trois types de variations dimensionnelles qui se produisent à la suite de forces de retrait.

Transversale

Longitudinale

Angulaire

Q12A Nommez le type de déformation dimensionnelle qui aura lieu lors du soudage bout à bout de deux longueurs de tuyaux.

Déformation longitudinale

À suivre…

Q12B Nommez le type de déformation occasionnée par le soudage d’une bride sur un tuyau.

Déformation angulaire

À suivre…

Q12C Nommez le type de déformation dimensionnelle principal pour les soudures d'angle lors de la fabrication d'une poutre en forme de I.

Déformation angulaire Suivi de près par la déformation longitudinale

À suivre …

Q12DNommez le type de déformation dimensionnelle le plus évident lorsque vous coupez une bande de 1" de largeur d'une longueur de 10’ de long x ¼" épais.

Déformation longitudinale

(résultant de la courbure de la barre, et en particulier de la bande de largeur de 1")

À suivre…

Q12ENommez le type de déformation dimensionnelle le plus évident lorsque vous devez réparé une fissure sur une pièce de fonte.

FissureCreusage sur la fissure

Soudure de réparation

Nouvelles fissures?

Contraintes transversales

Déformation transversale (Ce type de contrainte peut causer l’apparation d’une nouvelle fissure spécialement sur des matériau fragile comme la fonte

Q13 La façon la plus commune pour contrer la déformation dans un assemblage en T est de placer une deuxième soudure à quel endroit ?

Une soudure de l’autre côté peut aider à corriger la déformation causée par la première soudure.

La deuxième soudure ne pourra pas tirer la plaque en raison de la contrainte de la première soudure

Q14 Quelle type de déformation dimensionnelle va causer le plus de problème pendant le soudage d’un joint bout à bout.

La déformation transversale fera fermé le joint pendant le soudage.

Vue de dessus

Q15Sur un assemblage bout à bout, une méthode commune pour contrôler le retrait transversal est l'utilisation de points de soudure. Pourquoi?

Les points de soudure dans les joints bout à bout donnent une bonne retenue et aident à contrôler le retrait transversal

Vue de dessus

Q16Décrire la technique de "placer une cale" pour contrôler la déformation dans un joint bout à bout.

Une cale ou encore un coin peut être utilisé afin d’empêcher les plaques de se refermer sur elles-même lors du soudage.

Vue de dessus

Cale en acier

Q17 Ces deux plaques de tôle de 2 mm d’épaisseur ont été inégalement pointées. Quelle direction soudage (de gauche à droite ou de droite à gauche) serait préférable? Pourquoi?

Souder de droite à gauche serait la meilleure solution dans ce cas.

La chaleur et la déformation dû au soudage ont tendance à faire fermer l’écartement trop grand vers la fin du joint à gauche.

Q18 Lequel de ces deux soudures sur plaques produirait:

La soudure A produira moins :

De déformation longitudinale De déformation angulaire De déformation transversale

Pourquoi ?

Q19 Quelle technique est le plus susceptible de laisser plus de contraintes résiduelles: Le pré-pliage ou le serrage rigide?

Le Serrage rigide. On procède de la sorte afin d’éviter des déformations mais ça laisse plus de contraintes résiduelles dans la soudure

Contraintes résiduelles dans la

soudure

Retour élastique après le retrait de la pince

Q20Qu'est-ce qu'un gabarit et comment est-il utilisé?

Un gabarit est un appareil ou dispositif constitué dans le but d'aligner et maintenir des parties ou composantes d'un ensemble soudé

Les Gabarits assurent:

Une précision dimensionnelle L'uniformité du produit La réduction des coûts en accélérant la

production

Q21 Qu'est-ce qu'une pièce de soutien arrière (un renfort)? Comment peut-elle aider à réduire la déformation?

Un bras de soutien (ou une bride) retient

l’assemblage du mouvement de retrait lors du

refroidissement

Les renforts sont normalement éliminés lorsque le

soudage est terminé

Pièce de renfort

Anglais: Strongback

Q22 Lors du soudage des coins d'un cadre comme indiqué ci-dessous, que pourriez-vous faire pour s'assurer qu'il reste à l’équerre pendant le soudage?

Des brides temporairement soudées aux angles du cadre lui permette de rester droit pendant et après le soudage.

Q23 Pourquoi des bandes de refroidissement sont principalement utilisés sur les feuilles de faibles épaisseurs soudées plutôt que des plaques épaisses ?

Les calibres de tôles minces sont plus sensibles à des déformations en raison de leur faible masse thermique

La chaleur de soudage reste plus longtemps dans les plaques plus minces. (La chaleur s’évade moins vite)

Q24Pour réduire le retrait transversal et le retrait angulaire, devriez-vous faire la soudure de la taille requise en utilisant le plus de passes possibles ou avec le moins de passes possibles ? Pourquoi ?

Les soudures avec beaucoup de passes ont tendance à avoir plus de retrait transversale et de retrait angulaire

L‘apport de chaleur totale tend à être moins grand avec une passe de soudure plus grosse qu’avec plusieurs petits cordons

Q25Expliquez deux effets négatifs de grandes soudures d’un seul côté d’un joint bout à bout.

Une grande soudure en un seule passe n’équilibrera pas les forces également le long du joint.

Passe de soudure unique et large d’un seul côté

Soudage équilibré de chaque côté

À suivre…

Le soudage en une seule passe dans un tel type de joint peut entraîner une déformation importante.

Q26 Décrire l’importance d’un bon ajustement de l’écartement d’un joint sur l’effet dimensionnel après soudage. Par exemple un joint large et l’autre moins large.

Les joints de soudure avec un mauvais ajustement nécessitent l'utilisation d'une charge supplémentaire de métal d’apport, des vitesses de déplacement plus lent, et de la chaleur de soudage supplémentaire

Toutes ces choses font en sorte de déformer le métal encore plus

Écartement à la racine initial

Écartement à la racine initial

Q27Décrire ce que l'on entend par "l'axe neutre" d'un ensemble soudé.

L'axe neutre d'un ensemble soudé est le centre théorique d'un objet, ou une ligne imaginaire où ni tension, ni compression n’existeraient si l'objet était plié ou déformé

Axe neutre d’une poutre

Q28

Un exemple d’un soudage débalancé

12m

Déformation

TENSION

Axe neutre du soudage

Décrire ce que l'on entend par forces de retrait "balancées" et "débalancées".

Q29Lorsque l'on compare un joint en "V" à un joint en "U" :a) Quels joint sera provoquera une distorsion angulaire moins grande ? Pourquoi? b) Quel sera probablement une distorsion transversale moins grande ? Pourquoi?

Une conception du joint qui réduit le volume de métal déposé a tendance à exiger moins de chaleur, donc de minimiser les déformations

Autres possibilités?

Q30 Quelle soudure entre A et B causerait le moins de distorsion? Pourquoi?

Les soudures avec des zones transversales plus petites (et avec un volume de métal déposé + petit) déforme moins

Q31Expliquez comment vous pouvez utiliser le préchauffage pour aider à contrôler la déformation qui surviendrait après le soudage des six plaques sur la surface supérieure.

Préchauffer la plaque sur le fond de telle sorte que son taux de rétrécissement équilibre le retrait sur la surface supérieure.

(REMARQUE: vous devrez retenir sa tendance à se dilater pendant le préchauffage)

Q32 Un arbre (shaft) de 4 pouces a été endommagé par un mauvais roulement à bille. Quelle méthode de soudage prendriez-vous pour le rebâtir en surface avec un minimum de distortion ?

1. En spirale (sur un positionneur)

2. Longitudinale (balancé autour de l’axe neutre)

Rebâtissage complété

Rebâtissage complété

Q33Dessinez la progression de soudure décalé (séquencé)

Décaler les travaux de soudage par diffusion de la chaleur de soudage tout au long du joint

La progression du soudage est de droite à gauche, mais le placement des segments individuelles est séquencé et séparé également

231 4

Vue de dessus

5

À suivre …

Q34 Illustrez la méthode de soudage à pas de pèlerin.(En 5 étapes)

Avec la technique à pas de pèlerin, chaque courte soudure dans le joint est appliqué dans le sens opposé de la progression du soudage.

1 2 3 4 5

Chaque segment de soudure arrête dans le depart du précédant

VUE DE DESSUS

Q35 Indiquez une séquence de soudage qui minimisera les déformations. La plaque mesure 6‘ de long avec des tiges de 1" de diamètre en acier soudées tout le tour sur la plaque.

En alternance (dessus-dessous-dessus-dessous-dessus-etc.)

Quelle séquence choisirais-tu ? Pourquoi ?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Quel résultat négatif peut être observé lorsque des brides de fixation retiennent le retrait de façon trop rigide ?

Le bridage trop rigide ou autres moyens de fixation peuvent entraîner la fissuration de soudure causée par le stress résiduel

Fissure dans la soudure

Q36

Pourquoi l’utilisation d’une torche manuelle n’est pas la solution idéale pour enlever le stress causé par le soudage ?

Avec une torche manuelle, il est impossible d’avoir une chaleur parfaitement uniforme partout dans la pièce.

Q37

Lors de la préparation d'un joint bout à bout entre deux plaques minces d'acier inoxydable, comment allez-vous préparer le joint par rapport à deux plaques d’acier doux?

L’acier doux pourrait avoir un espace étroit et quelques points de soudure

L’acier inoxydable, il faudrait un écartement un peu plus large pour permettre la déformation et la pénétration

Plusieurs points de soudure doivent également être utilisés pour l’inox pour lutter contre les forces de contraction élevées.

douxAcier Inox.Acier

Q38

Qu'est-ce que l'on entend par le terme "tri-carré" à l'égard de déformation?

Le tri-carré se réfère à la mesure des diagonales "à l’équerre ou non à l’équerre".

Les distances sont mesurées avec un ruban à mesurer en diagonale dans les 2 sens.

Dans ce cas, après avoir mesuré le tri-carré, on a pointé des brides afin de conserver l’équerrage.

100.0" 100.0"

Q39

Lorsque du pointage d'un projet en aluminium, vous attendez-vous à utiliser plus ou moins de points de soudure? Expliquez pourquoi.

Rép : Plus de points de soudures sont recommandés pour contrer le haut coefficient d’expansion de la chaleur de l’aluminium Acier = 11.5Aluminium = 22.4

Q40