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Soudage et assemblage-soudage
Guide d'auto-apprentissage
Soudage et assemblage-soudageCSMOFMI
Remerciements
Ce guide a été produit par le Comité sectoriel de la main-d'uvre dans la fabrication métallique industrielle (CSMOFMI) en collaboration avec le Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec (CEMEQ), grâce à la contribution financière de la Commission des partenaires du marché du travail (CPMT).Responsables du projet au CSMOFMI
Chargé de projet : Gilbert Riverin
Conseiller technique : Jean-Guy Ménard
Équipe de réalisation CEMEQ International Inc. (www.cemeq.qc.ca)Responsable du projet : Jean-Pierre Gauthier
Coordonnateurs du projet : Ridha Ismail, Patrice Rioux Rédacteurs : Camille Routhier, conseillère techniqueGilles Desjardins, expert de contenu
Réviseure : Katherine Hamel
Correctrice d'épreuves : Véronique Lacroix
Graphistes : Katy Carrier, Isabelle Fillion, Sébastien Fortier, Patrick PayeurCollaborateur : Marcel Roy
Dans le présent document, la forme masculine désigne aussi bien les femmes que les hommes. © Le Comité sectoriel de la main-d'uvre dans la fabrication métallique industrielle (CSMOFMI), août 2010 Les droits de reproduction, d'adaptation ou de traduction de ce guide sont réservés auCSMOFMI.
ISBN : 978-2-89620-269-0 (Centre d'élaboration des moyens d'enseignement duQuébec)
ISBN : 978-2-922946-11-6 (Comité sectoriel de la main-d'uvre dans la fabrication métallique industrielle) Dépôt légal - Bibliothèque et Archives nationales du Québec, 2010 Dépôt légal - Bibliothèque et Archives Canada, 2010 1Soudage et assemblage-soudage
CSMOFMI
TABLE DES MATIÈRES
Avant-propos ........................................................................CHAPITRE 1
MÉTALLURGIE
Propriétés des métaux ........................................................................
..............................7 Fragilité ........................................................................ Ductilité ........................................................................ Ténacité ........................................................................ Malléabilité ........................................................................ Élasticité ........................................................................ Dureté ........................................................................Résistance à l'abrasion ........................................................................
...........................9Résistance à la corrosion ........................................................................
.......................9 Magnétisme ........................................................................Caractéristiques thermiques et électriques ................................................................10
Exercice 1.1 ........................................................................ Métaux ferreux ........................................................................ Aciers au carbone ........................................................................ ...............................12 Aciers alliés ........................................................................ Aciers inoxydables ........................................................................ ...............................18 Fontes ........................................................................ Exercice 1.2 ........................................................................ Métaux non ferreux ........................................................................ ................................21 Aluminium ........................................................................ Magnésium ........................................................................ Cuivre ........................................................................ Nickel ........................................................................ Titane ........................................................................ Exercice 1.3 ........................................................................Soudabilité des métaux ........................................................................
..........................24Facteurs de détermination des effets des opérations de soudage ...........................25
Énergie linéaire ........................................................................ ....................................26 Coefficient de dilatation ........................................................................ .....................27Soudabilité des aciers au carbone et faiblement alliés ..............................................29
Soudabilité des aciers inoxydables ........................................................................
.....30 Soudabilité des fontes ........................................................................ .........................31Soudabilité des métaux non ferreux ........................................................................
..31 Exercice 1.4 ........................................................................ Résumé ........................................................................CHAPITRE 2
PROCÉDÉS DE SOUDAGE (MANUELS ET SEMI-AUTOMATIQUES)Procédés de soudage à l'arc ........................................................................
....................39 Notions d'électricité ........................................................................ .............................40 Exercice 2.1 ........................................................................Caractéristiques des soudeuses à l'arc ........................................................................
42Types de courant ........................................................................ ..................................44
Soudage et assemblage-soudage
2CSMOFMI
Exercice 2.2 ........................................................................ Métaux d'apport ........................................................................ .................................47 Flux et gaz protecteurs ........................................................................ ........................48 Exercice 2.3 ........................................................................ Modes de transfert ........................................................................ ..............................54 Exercice 2.4 ........................................................................ Procédés de soudage ........................................................................ ...........................58 Exercice 2.5 ........................................................................ Paramètres de soudage ........................................................................ .......................80 Exercice 2.6 ........................................................................ Résumé ........................................................................CHAPITRE 3
NOTIONS DE MATHÉMATIQUE ET DE MÉTROLOGIE
Systèmes de mesures ........................................................................ ...............................85 Exercice 3.1 ........................................................................ Notions de mathématiques ........................................................................ ....................88Opérations de base avec les fractions ........................................................................
88Exercice 3.2 ........................................................................ Règle de trois ........................................................................ Exercice 3.3 ........................................................................
Conversions de fractions en décimales et vice-versa .................................................91
Exercice 3.4 ........................................................................ Calculs d'angles ........................................................................Somme des angles intérieurs ........................................................................
..............93 Types d'angles ........................................................................ ......................................94 Exercice 3.5 ........................................................................ Longueur d'un arc de cercle ........................................................................ ................96 Exercice 3.6 ........................................................................ Théorème de Pythagore ........................................................................ .........................99 Exercice 3.7 ........................................................................Instruments de mesure et de précision ........................................................................
104Respect des tolérances ........................................................................ ......................104
Vérification dimensionnelle des soudures ................................................................104
Exercice 3.8 ........................................................................ Résumé ........................................................................CHAPITRE 4
PROCÉDÉS DE COUPAGE, DE GOUGEAGE ET DE CHANFREINAGEPréparation des pièces ........................................................................
..........................109 Coupage ........................................................................ Oxycoupage ........................................................................ Coupage au jet de plasma ........................................................................ ................113Paramètres influant sur la qualité de la coupe ........................................................116
Défauts de coupe et causes ........................................................................
..............117 Exercice 4.1 ........................................................................Préparation des joints (chanfreinage) ........................................................................
..122 Épaisseur du métal ........................................................................ ............................122Propriétés requises du cordon de soudure ...............................................................122
Coûts de préparation du joint et du dépôt de la soudure ......................................122
3Soudage et assemblage-soudage
CSMOFMI
Nature du métal ........................................................................ ................................122Dimensions, forme et type d'assemblage à souder .................................................122
Préparation des joints en V, en demi-V ....................................................................123
Préparation des joints en J et des joints en U ..........................................................124
Vérification des préparations des joints ...................................................................125
Gougeage ........................................................................ Gougeage à l'arc-air ........................................................................ ..........................126 Gougeage à l'arc plasma ........................................................................ ...................127Autres procédés de gougeage ........................................................................
..........128 Qualité du gougeage ........................................................................ ........................128 Nettoyage des pièces ........................................................................ ............................129 Exercice 4.2 ........................................................................ Résumé ........................................................................CHAPITRE 5
DÉFORMATIONS LIÉES AU SOUDAGE
Déformations thermiques ........................................................................ .....................135Types de déformations thermiques ........................................................................
..138 Exercice 5.1 ........................................................................Méthodes pour éviter les déformations ......................................................................143
Chauffage et préchauffage ........................................................................
..............143Contrôle de la température pendant le soudage ....................................................144
Méthodes de traitement thermique après soudage ...............................................144
Refroidissement ........................................................................ .................................145Méthodes de positionnement et de maintien .........................................................145
Exercice 5.2 ........................................................................Optimisation de l'angle des chanfreins ........................................................................
150Procédure de soudage ........................................................................ ..........................151 Séquence de soudage ........................................................................ .......................151 Exercice 5.3 ........................................................................ Résumé ........................................................................
CHAPITRE 6
DÉFAUTS DE SOUDURE
Fissurations ........................................................................ Fissuration à chaud ........................................................................ ............................158 Fissuration à froid ........................................................................ ..............................159 Exercice 6.1 ........................................................................Défauts communs et causes ........................................................................
..................161 Soufflures ........................................................................ Pollution ferreuse ........................................................................ ..............................162 Inclusions ........................................................................Retassures et criques de solidification ......................................................................163
Morsures et caniveaux ........................................................................ .......................163 Effondrements et trous ........................................................................ .....................164Défauts géométriques du cordon ........................................................................
.....165 Débordements du cordon ........................................................................ .................166Défauts de pénétration ........................................................................
.....................166 Collage ou manque de fusion ........................................................................ ...........167 Projections ........................................................................Soudage et assemblage-soudage
4CSMOFMI
Exercice 6.2 ........................................................................Contrôle de la qualité d'un cordon de soudure ..........................................................174
Tolérance générale ........................................................................ ............................174 Détection des défauts ........................................................................ .......................174 Résumé ........................................................................CHAPITRE 7
LECTURE DE PLANS ET PRÉPARATION
Symbolisation en soudage ........................................................................ ....................177 Symboles de base ........................................................................ ..............................177 Symboles de préparation ........................................................................ ..................178 Symboles de soudure ........................................................................ .........................180 Symboles complémentaires ........................................................................ ...............181Codes des positions de soudage ........................................................................
.......182 Symboles en soudage ........................................................................ ........................184 Exercice 7.1 ........................................................................ Lecture de plans ........................................................................ ....................................192 Projection orthogonale ........................................................................ .....................192 Exercice 7.2 ........................................................................ Plan ........................................................................ Exercice 7.3 ........................................................................ Exercice 7.4 ........................................................................ Résumé ........................................................................CHAPITRE 8
TECHNIQUES D'ASSEMBLAGE : TRAÇAGE ET DÉVELOPPEMENTDE PATRONS
Traçage de lignes et de points de référence sur les pièces .........................................221
Développement de patrons ........................................................................ ..............224 Exercice 8.1 ........................................................................ Résumé ........................................................................ANNEXES
Bibliographie ........................................................................Guide d'utilisation
: Les compétences requises dans le manuel ................................237 Corrigé des exercices ........................................................................ .............................241 5Introduction
Soudage et assemblage-soudage
CSMOFMI
Avant-propos
Le présent guide d'autoapprentissage se veut un complément au carnet d'apprentissage et au guide du compagnon élaborés dans le cadre du Programme d'apprentissage en milieu de travail pour les métiers de soudeur et d'assembleur-soudeur. Il vise un double objectif : d'une part, offrir à l'apprenti, qui en éprouverait le besoin, un moyen de combler certaines lacunes en ce qui a trait aux savoirs associés à son métier, et d'autre part, offrir au compagnon un document de référence pour le soutenir dans sa pratique de compagnonnage.Le guide est divisé en 8 chapitres qui traitent des différents thèmes reliés au soudage et à
l'assemblage-soudage. On y présente d'abord des notions de métallurgie (chapitre 1), pour s'intéresser ensuite aux principaux procédés de soudage manuels et semi-automatiques (chapitre 2), de même qu'aux principaux procédés de coupage, de gougeage et de chanfreinage (chapitre 4). Un chapitre est consacré aux notions de base en mathématique (chapitre 3) et un autre à la lecture de plans et à la symbolisation en soudage (chapitre 7). De même, la question de la déformation liée au soudage (chapitre 5) ainsi que la question des défauts de soudure (chapitre 6) font chacune l'objet d'un chapitre. Enfin, on aborde des techniques qui se rapportent plus spécifiquement à la fonction d'assembleur, soit le traçage des pièces et le développement de patrons (chapitre 8). Chaque chapitre contient des exercices pour aider l'apprenti à assimiler les notions abordées. Évidemment, ce guide, à lui seul, n'est pas suffisant pour préparer un employé à travailler en soudage. Ainsi, toute la question fondamentale de la santé et de la sécuritédu travail a été évacuée, puisqu'elle doit faire l'objet d'une formation spécifique de la
part de l'employeur. En fait, ce guide est avant tout un document de support destiné à l'apprenti désireux d'approfondir la connaissance de son métier et d'améliorer sa pratique. Ultimement, cependant, ce sont les compagnons qui demeurent responsables de latransmission des savoirs et des savoir-faire reliée à l'exercice de la profession. Aussi, les questions supplémentaires suscitées par ce guide devraient-elles leur être adressées.
Repères visuels
Saviez-vous que.
Mesure de santé et de sécurité à
observer.Exercice visant à mettre à l'épreuve vos connaissances. Vérifiez vos réponses à l'aide du corrigé.Consigne particulière de travail, mise en garde ou truc du métier.Rappel
Lorem ipsum
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