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Comment on caractérise la soudabilité d'un acier ?
Pour les aciers, on recherche le coefficient de soudabilité ( S ), en fonction de leur teneur en carbone. Il varie de 0 à 10 et peut être représenté par une courbe. Les aciers au carbone ou faiblement alliés seront dits : Parfaitement soudables : pour un % de C compris entre 0 à 0,25%, S sera de 9 ou 10.Qu'est-ce que la Soudabilite ?
? soudabilité
Propriété d'un matériau qui se prête à la réalisation d'une construction par joints soudés.Quel métal ne se soudé pas ?
Tous on leurs procédures de soudage spécifiques. Le plus difficile doit être le titane. Mais je n'ai jamais soudé celui-ci, je sais que les copeaux de titane brûlent.- La soudabilité des aciers est inversement proportionnelle à la teneur en carbone. Toutes les nuances d'acier n'ont pas la même aptitude au soudage et affichent des degrés de soudabilité différents (voir l'article sur le soudage). Certains aciers sont d'ailleurs intrinsèquement non soudables.
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
dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit.Maecenas eu
sapien tristique tortor tristique. RappelNotion à se rappeler.Section spécifique aux assembleurs-soudeurs.Soudage et assemblage-soudage
6Introduction
CSMOFMI
Chapitre 1
Soudage et assemblage-soudage
7 1CSMOFMI
Le travail du soudeur s'effectue sur une vaste gamme de métaux. Afin d'être en mesure dechoisir ou de justifier le choix d'un procédé de soudage et d'un métal d'apport approprié, on
doit évidemment connaître les propriétés et la soudabilité de la pièce à souder. C'est là que des notions de métallurgie trouvent toute leur utilité. Ce premier chapitre propose donc un
aperçu des propriétés physiques de différents métaux et présente, plus particulièrement,
les métaux les plus communément soudés.Propriétés des métaux
Les métaux se distinguent en fonction de différentes caractéristiques qui leur confèrentdes propriétés spécifiques. Celles-ci déterminent non seulement leur soudabilité, mais aussi la fonction du métal dans un assemblage.
Fragilité
La fragilité désigne la caractéristique d'un métal qui se brise facilement sous l'effet d'un choc ou d'une déformation. Il se déforme peu ou pas du tout, et se casse facilement.Ductilité
À l'opposé, la ductilité représente la capacitéd'un métal à se déformer sans se rompre. Il peut être étiré, allongé ou soumis à des forces
de torsion. Les matériaux ductiles sont difficiles à casser parce que les fissures ou les défauts créés par une déformation se propagent difficilement. Rupture facile, aucune flexionDéformationfacileMÉTALLURGIESoudage et assemblage-soudage
8Chapitre 1
CSMOFMI
Ténacité
La ténacité correspond à la capacité des matériaux à résister aux chocs sans se briser ni s'écailler. Les marteaux et les équipements utilisés pour déformer ou couper des plaques d'acier (matrices, poinçons, etc.) sont constitués de matériaux de haute ténacité.Malléabilité
La malléabilité est une caractéristique qui permet au métal de se laisser façonner. Elle réfère à la résistance relative du métal soumis à des forces de compression, comme le forgeage ou le laminage. Un exemple de matériel extrêmement malléable, quoique non soudable, est la pâte à modeler. Notons que la malléabilité d'un matériau croît avec l'augmentation de la température. En soudage, on travaille généralement avec des matériaux ductiles et malléables. La figure 1.1 présente certains matériaux en fonction de leur ductilité/malléabilité.Figure 1.1
Du plus fragile au plus ductile
FragileDuctile
Céramique Béton Fonte Acier dur Acier doux Aluminium CuivreÉlasticité
L'élasticité désigne la capacité d'un matériel à reprendre sa forme originale après avoir subi une déformation. C'est le cas typique d'un ressort qu'on étire puis qu'on relâche. La plupart des métaux sont élastiques jusqu'à un certain niv eau de déformation. Dépassé cette limite, les métaux demeurent déformés en p ermanence même en enlevant la force exercée ; on parle dans ce cas d'une déformation plastique ou irréversible. À la suite d'une déformation encore plus impor tante, les métaux peuvent subir des ruptures.Saviez-vous que...
Façonnement facile
Reprise de l'état initial
après la déformatio n 9Chapitre 1
Soudage et assemblage-soudage
CSMOFMI
Dureté
La dureté est la capacité d'un corps à résister à la pénétration d'un corps plus dur que lui. Elle se caractérise aussi par sa résistance aux rayures. Le diamant constitue le matériau le plus dur. Les aciers à haute teneur en carbone sont durs, les aciers doux, un peu moins, et l'aluminium est de faible dureté.Résistance à l'abrasion
Les matériaux durs présentent aussi une
bonne résistance à l'abrasion, c'est-à-dire qu'ils ne s'usent pas facilement par frottement. En termes pratiques, ils sont plus difficiles à meuler.Résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion désigne la capacité d'un matériau à ne pas se dégrader sous l'effet de la combinaison chimique de l'oxygène et du métal. Un métal ferreux résistant à la corrosion ne rouille pas ; c'est le cas des aciers inoxydables et de certains autres aciers d'alliage.Magnétisme
Le magnétisme est une propriété
caractéristique des métaux ferreux, qui les rend sensibles aux aimants.Empreinte
Pièce à meulerMeule
Soudage et assemblage-soudage
10Chapitre 1
CSMOFMI
Caractéristiques thermiques et électriques
En soudage, le comportement d'un matériau sous l'effet de la chaleur permet de déterminer sa soudabilité, car la plupart des procédés de soudage impliquent l'application locale de chaleur. Voyons ici trois propriétés thermiques importantes des métaux.Dilatation et contraction (ou retrait) thermiques
Lorsqu'un matériau est chauffé, il s'étire un peu ; c'est ce qu'on appelle la dilatation. À l'opposé, il subit un raccourcissement sous l'effet du froid ; c'est la contraction ou le retrait (figure 1.2). Le niveau de dilatation et de retrait d'un métal influe sur sa soudabilité. Plus le métal s'étire ou se raccourcit, plus le risque que des fissures ou des déformationsquotesdbs_dbs12.pdfusesText_18[PDF] fissuration ? chaud
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