La résistance d’une soudure dépend du talent du soudeur, mais aussi du procédé utilisé et du métal d’apport qui doit être sélectionné pour ses propriétés mécaniques et chimiques.
La résistance aux chocs d’une soudure
Lors d’un choc, la partie soudée doit être capable d’amortir le choc. Cela signifie qu’elle doit absorber l’énergie en se déformant. Plus le choc est violent et bref, plus elle doit se montrer flexible. Dans de telles conditions, une soudure rigide rompra rapidement.
Pour renforcer la résistance de votre soudure, vous devez utiliser un métal d’apport flexible, ce qui minimisera l’ampleur et le taux de fissuration lors des chocs. C’est d’autant plus important si votre soudure est destinée à encaisser des chocs récurrents.
Les normes européennes de résistance des métaux
Les fabricants de métaux d’apport se conforment aux normes européennes de réception. Celles-ci déterminent le nombre de joules pour quantifier l’énergie, le travail et la quantité de chaleur, en fonction de la température. Les valeurs minimum sont établies pour chaque classification de métal d’apport, en précisant la méthode appliquée pour tester ces métaux d’apport.
La composition des métaux d’apports pour optimiser la résistance de la soudure
Les concepteurs des métaux d’apport prennent en compte la composition des métaux d’apports, mais doivent aussi s’intéresser au procédé de soudure utilisé : chalumeau, soudure par point, MIG/TIG, etc. Ils ajustent leurs formules à l’aide d’éléments chimiques qui améliorent la résistance de la soudure.
Il apparaît crucial de bien sélectionner les éléments qui vont être ajoutés au métal d’apport. Le phosphore et le soufre par exemple sont déconseillés, car ils affectent la résistance de la soudure. Il est recommandé de ne pas dépasser la proportion de 0,025 % de soufre ou de phosphore. En revanche, le nickel modifie la microstructure du métal fondu, ce qui a pour effet de lui offrir une meilleure résistance à la fissuration.
Le test Charpy V pour mesurer la ténacité des métaux d’apport
L’un des tests pour mesurer la ténacité des métaux d’apport est appelé l’essai Charpy en V et en U. Étalon standard dans l’industrie, il évalue la capacité du métal à fléchir en réaction à un choc.
Le test utilise un barreau usiné carré de 1 cm de section, entaillé au milieu et reposant sur deux socles. La pièce est ensuite soumise aux chocs d’une masse pendulaire. Le mouton pendule rotatif servant à produire ces chocs mesure l’énergie absorbée, ainsi que le travail nécessaire pour le rompre.
L’influence du procédé de soudage sur la résistance de la soudure
La résistance de la soudure dépend aussi du procédé utilisé, ainsi que de l’énergie utilisée : électrique pour la soudure par point, gaz pour le chalumeau, etc. Ces éléments déterminent entre autres la vitesse de refroidissement après la soudure. Or, plus il est lent, plus votre montage sera résistant.
Lorsque vous soudez, il apparaît préférable de préchauffer vos matériaux de base, puis de maintenir une température constante, car cela contribue à ralentir la vitesse de refroidissement à la fin de l’opération.
D’autre part, une température élevée participe également à prolonger le refroidissement et à solidifier la soudure. Toutefois, la chaleur ne doit pas être excessive, car elle risquerait de modifier la composition chimique des métaux et les fragiliser.
Enfin, conformez-vous toujours aux recommandations du fabricant du métal d’apport et utilisez le gaz de protection qu’il préconise lorsque c’est le cas et que cela est nécessaire. Le gaz est en effet sélectionné pour sa réaction avec le bain de fusion qui influence différemment les propriétés mécaniques et chimiques. Le fabricant modifie la composition chimique de son métal d’apport pour améliorer cette réaction dans le but de rendre la soudure plus résistante.