Mauvaise soudure : comment détecter, prévenir et réparer ?

Les défauts de soudure sont des défauts qui apparaissent lors de différents types de procédés de soudage. Ces procédés sont utilisés en fabrication pour assembler des matériaux destinés aux ponts, aux bâtiments, aux automobiles, aux canalisations, aux avions et bien d'autres. Cependant, ces défauts affectent leurs applications et leurs exigences. Cet article explore les causes de ces défauts et leurs effets internes et externes sur les matériaux.

Qu'est-ce que le soudage?

Il s'agit d'une méthode de fabrication qui consiste à assembler des métaux par fusion avec un métal d'apport. Une liaison permanente, appelée soudure, est créée par fusion du métal par la chaleur et la pression. Cette méthode est devenue fondamentale dans la fabrication, la construction et la réparation de matériaux dans divers secteurs.

10 types de soudage

Les soudures sont classées en fonction du soudage à l'arc (SMAW, GMAW, GTAW, FCAW, SAW), du soudage oxyacétylénique et d'autres méthodes différentes.

Mauvaise soudure contre bonne soudure : une comparaison entre la vie et la mort

Les fissures, la porosité et la pénétration sont des exemples de soudures défectueuses qui fragilisent la structure. Elles entraînent à terme une défaillance du matériau sous contrainte ou sous charge. Dans les applications critiques, elles peuvent provoquer des accidents, des effondrements, voire des pertes de vies humaines. Une bonne soudure, quant à elle, présente une surface lisse, une qualité constante et une pénétration complète.

1. Aspect visuel

Une mauvaise soudure se manifeste par une fusion incomplète, des pénétrations, des fissures, un excès de laitier, de la porosité et des projections. Une bonne soudure présente une surface uniforme et lisse, sans fissures, trous ni contre-dépouille.

2. Intégrité structurelle

Des soudures de mauvaise qualité fragilisent les joints, compromettant ainsi l'intégrité structurelle et pouvant entraîner des défaillances. Des soudures parfaites offrent une résistance et une durabilité élevées, et un soudage approprié garantit des assemblages fiables.

3. Causes des défauts

Les soudures de mauvaise qualité sont causées par des paramètres de soudage inappropriés, des techniques inadaptées et des conditions environnementales défavorables. Tous ces facteurs ont un impact considérable sur l'intégrité structurelle et la résistance des matériaux, et peuvent entraîner des défaillances.

4. Impact sur le monde réel

Les exemples concrets de mauvaises soudures sont :

• Ponts : un pont faible pourrait s’effondrer et causer des décès et des blessures.
• Récipients sous pression : les récipients sous pression mal soudés peuvent se fissurer et provoquer une explosion
• Avion : de mauvaises soudures dans les pièces d'avion peuvent provoquer des défaillances structurelles et un accident catastrophique

Voici quelques exemples de bonnes soudures :

• Construction de ponts : des soudures parfaites peuvent relier des poutres et des poutrelles en acier pour former une structure de pont solide
• Fabrication : dans les industries automobile et aérospatiale, de bonnes soudures garantissent des véhicules durables et sûrs pour les passagers.
• Pipelines : le soudage relie les tuyaux aux transports, au pétrole, au gaz et à l'eau pour éviter les fuites et les déversements

Comment savoir si une soudure est défectueuse ? - Conseils de détection

Les soudures défectueuses peuvent être identifiées par inspection visuelle et contrôle non destructif. La présence de fissures, de porosité ou d'une fusion incomplète indique une soudure défectueuse.

À quoi doit ressembler une soudure parfaite ? Indicateurs visuels

Une soudure parfaite est propre, lisse, uniforme, avec un cordon plat et un profil constant. Elle est exempte de trous, de fissures ou de défauts.

Qu'est-ce qui rend une soudure structurellement solide ? – Contrôles d'intégrité

Une soudure structurellement saine présente une formation de cordon uniforme, aucune fissure ni trou et présente une fusion et une pénétration appropriées et le produit fini ne présente aucune distorsion structurelle.

Quelles sont les normes de l’industrie en matière de soudage ?

Les normes de soudage telles que BS EN ISO-15614 décrivent les exigences des procédures de soudage qualifiantes. BS-EN-ISO-9606 et AWS-D1.1 spécifient le processus et la qualification pour effectuer les tâches de soudage.

Quelles sont les soudures défectueuses les plus courantes dans les différentes méthodes de soudage ?

Différentes méthodes de soudage présentent différentes soudures de mauvaise qualité qui sont décrites ci-dessous :

Soudage MIG : brûlures et faible couverture de gaz

Le perçage par brûlure se produit en raison d'une chaleur excessive qui fait fondre le métal de base. Une mauvaise couverture de gaz en soudage MIG entraîne des défauts dus aux conditions environnementales.

Soudage TIG : problèmes de contamination du tungstène

Le soudage TIG entraîne des inclusions de tungstène qui fragilisent la soudure et provoquent des fissures. Une contamination peut également être causée par un débit de gaz de protection inapproprié.

Soudage à l'arc : inclusion de scories et amorçages d'arc

Les mauvaises soudures à l'arc sont dues à l'inclusion de scories qui se produisent par piégeage de sous-produits non métalliques dans la soudure et à des amorçages d'arc qui se produisent lorsque l'arc est amorcé sur du métal en dehors de la zone soudée prévue pendant le soudage à l'arc.

Pièges du soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW)

Le soudage FCAW présente de nombreux inconvénients, tels que des coûts de consommables élevés, davantage de fumées, une accumulation de scories et des défauts de soudage tels que la porosité ou les contre-dépouilles.

Soudage de métaux différents : scénarios à haut risque et solutions

Les risques liés au soudage de métaux dissemblables sont élevés : la résistance, la composition et le coefficient thermique des matériaux varient. Les solutions consistent à préchauffer et à choisir les matériaux appropriés, ainsi qu'à utiliser des méthodes de soudage et des métaux d'apport spécifiques.

Principaux défis du soudage de métaux différents

Les principaux défis du soudage de métaux différents sont les différences de points de fusion, le risque de corrosion galvanique, ainsi que les différences de propriétés et de dilatation thermique. Cela entraîne des déformations structurelles, des joints fragiles et des fissures. Le soudage de l'aluminium sur l'acier, du cuivre sur l'aluminium, des alliages de nickel sur l'acier et de l'acier doux sur l'acier inoxydable en est un exemple courant.

Comment mieux souder des métaux différents ?

Cela implique une sélection rigoureuse des matériaux, un contrôle du procédé pour atténuer les défauts de soudage et un choix judicieux du métal d'apport. Les matériaux de transition, comme les revêtements ou les couches intermédiaires, peuvent combler les lacunes de compatibilité et améliorer la qualité de la soudure.

Comment réparer de mauvaises soudures : récupération ou mise au rebut ?

La récupération consiste à retirer la soudure défectueuse ou à ressouder la zone, mais cela dépend du type de soudure, de l'application et du niveau de dommage. Le grattage consiste à éliminer la zone défectueuse par meulage ou gougeage. La récupération est plus rentable que la mise au rebut.

Stratégies de meulage ou de ressoudage

Le meulage vise principalement à façonner, lisser et éliminer les défauts tels que les projections. Le ressoudage consiste à ajouter un nouveau métal de soudure pour renforcer ou réparer les défauts, comme une mauvaise pénétration ou une contre-dépouille.

Analyse des coûts : réparation ou remplacement

Réparer est plus rentable que remplacer, mais des réparations fréquentes peuvent être plus coûteuses que le remplacement. Des facteurs tels que l'accessibilité des matériaux, le coût des temps d'arrêt et le type de défauts influencent la correction des mauvaises stratégies de soudage.

Comment éviter les mauvaises soudures ?

Les soudures chauves peuvent être évitées en se concentrant sur la préparation, le contrôle du processus, le préchauffage approprié et les traitements post-soudage, ainsi que sur une exécution qualifiée.

Réglages de la machine pour les métaux courants

Une règle générale est utilisée : 1 ampère pour chaque 0.001 pouce d'épaisseur de matériau. Par exemple, un acier de 1/8 de pouce d'épaisseur nécessite 125 ampères.

Guide de sélection des électrodes

Les électrodes sont classées selon la classification AWS qui décrit la composition du matériau, les positions de soudage et le revêtement

Facteurs environnementaux

Il s'agit notamment de dégagements de fumées, de gaz et d'une consommation de matériaux et d'énergie. La pollution atmosphérique et les changements climatiques, comme le vent ou la température, peuvent entraîner des résultats de soudage inadéquats.

Conclusion

Un mauvais soudage est un défaut de soudage identifiable par inspection visuelle et contrôle non destructif. Il peut être évité par une sélection et une préparation rigoureuses des matériaux, une formation adéquate, un contrôle du procédé et une réparation par élimination des défauts et ressoudage. Parmi les exemples de mauvais soudages, on peut citer les trous, la porosité, les contre-dépouilles, le manque de fusion et la pénétration.

FAQ:

Une mauvaise soudure peut-elle être réparée ?

Oui, une mauvaise soudure peut être réparée en réparant la zone de soudure ou en la remplaçant par une nouvelle soudure en fonction du défaut de soudure et des applications

Combien de temps dure une mauvaise soudure ?

Une mauvaise soudure peut durer jusqu’à plusieurs années ou décennies en fonction de facteurs tels que le type de métal ou la gravité des défauts.

Une mauvaise soudure est-elle illégale ?

Non, ce n’est pas illégal en soi, mais le non-respect des normes OSHA/ASME dans les industries peut entraîner des violations et des conséquences juridiques.