[PDF] SOUDABILITÉ DES ACIERS - Partie B

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PROPRIÉTÉS D'EMPLOI DES ACIERS

SOUDABILITÉ DES ACIERS

Partie B: Comportement des produits

sidérurgiques aux sollicitations dans l'épaisseur sous l'effet des liaisons effectuées. par soudage

AVERTISSEMENT

Aux termes de l'article 55, alinéa 2 c, du traité instituant la Commu nauté européenne du charbon et de l'acier, la Commission encourage la recherche intéressant le charbon et l'acier, notamment en accordant des aides financières. La présente brochure rend compte de l'exécution et des résultats de l'un de ces projets de recherche. En conséquence du traité de fusion du 8 avril 1965, la Commission unique des Communautés européennes exerce les pouvoirs et les compétences dévolus à l'ex-Haute Autorité de la Communauté Euro péenne du Charbon et de l'Acier (CECA). Le présent document a été élaboré sous les auspices de la Commission des Communautés européennes. Il est précisé que la Commission des Communautés européennes, ses contractants, ou toute personne agissant en leur nom : -ne garantissent pas l'exactitude ou le caractère complet des informations contenues dans ce document, ni que l'utilisation d'une information, d'un équipement, d'une méthode ou d'un procédé quelconque décrits dans le présent document ne porte pas atteinte

à des droits privatüs ;

-n'assument aucune responsabilité pour les dommages qui pourraient résulter de l'utilisation d'informations, d'équipements, de méthodes ou procédés décrits dans le présent document.

COMMISSION DES COMMUNAUTÉS EUROPËENNES

Direction générale "Affaires industrielles et technologiques» 1975

PROPRIËTËS D'EMPLOI DES ACIERS

SOUDABILITE DES ACIERS

PARTIE

B: COMPORTEMENT DES PRODUITS

SIDÉRURGIQUES

AUX SOLLICITATIONS DANS

L'i:PAISSEUR SOUS

L'EFFET DES LIAISONS

EFFECTUI:ES

PAR SOUDAGE

INSTITUT DE SOUDURE

Paris

Convention N° 6210-55/3/230

(1.9.1970 -31.8.1972)

RAPPORT FINAL

Edité par la Direction Générale

Information Scientifique et Technique et Gestion

de l'Information

EUR 5305 f

(2ème Vol.)

RÉSUMÉ

Dans le cadre du Contrat CECA no 6210-55/0/11 l'Institut de Soudure avait pour

mission d'effectuer des recherches sur le comportement des produits sidérurgiques aux sollicitations

dans l'épaisseur sous l'effet de liaisons effectuées par soudage. La première partie des travaux est relative à l'étude bibliographique (1) concernant

l'arrachement lamellaire ainsi qu'à celle d'incidents récents liés à ce phénomène (2).

L'étude des données principales de ce mode particulier de rupture repose sur l'ana lyse: -de ses conséquences - du mécanisme de son apparition

-des moyens mis en oeuvre pour apprécier la sensibilité des produits laminés vis à vis de ce phénomène

-des dispositions permettant de limiter ou d'en éviter les risques. La seconde partie de l'étude a pour objet essentiel la recherche et la mise au point de méthodes d'essais destructives ou non destructives permettant d'apprécier la sensibilité d'un produit laminé à l'arrachement lamellaire.

Les essais

ont été effectués d'une part, sur des tôles d'épaisseurs, de nuances, modes d'élaboration et états de traitement thermique différents et d'autre part, sur des produits issus de constructions affectées par l'arrachement lamellaire.

Les essais mécaniques effectués à

partir de ces tôles, sur éprouvettes soudées ou non consistent essentiellement en essais de traction exécutés dans le sens << travers-court » sur des éprouvettes classiques ou spécialement mises au point dans le cadre de l'étude. Ces derniers ont permis d'obtenir des informations particulièrement significatives.

Par ailleurs, à l'issue d'une sélection des méthodes d'essais non destructives, les tôles

ont été soumises à un examen par ultrasons qui a été effectué successivement selon une

méthode conventionnelle dite par réflexion puis par "analyse fréquentielle». Dans les deux

cas les résultats ont été décevants.

Enfin, dans

une dernière phase, la mise au point d'une technique spéciale d'examen

par ultrasons a permis, comme le montrent les résultats des essais mécaniques relatifs aux valeurs

des strictions et allongements, de caractériser de façon satisfaisante le comporte ment d'un matériau vis à vis des sollicitations dans l'épaisseur. (1) A déjà fait l'objet d'un document séparé (rapport IS-5 556). (2) Un cas industriel d'arrachement lamellaire a été étudié dans le rapport IS-5 559. - 3 -

S 0 M M A I R E

CHAPITRE 1 -INTRODUCTION 7

CHAPITRE 2 -PROGRAMME DE RECHERCHE 9

CHAPITRE 3 -ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE 11

CHAPITRE 4 -CHOIX ET APPROVISIONNEMENT DES PRODUITS DE BASE 13 CHAPITRE 5 -SELECTION DES METHODES DE CONTROLE NON DESTRUCTIVES ET CHOIX DES 15

EQUIPEMENTS

1. Examens par ultrasons 15

1.1. Choix des méthodes d'examen et description des matériels spécifiques 15

1.1.1. Recherche des inclusions par mesure de l'énergie réfléchie 16

1.1.2. Détermination et mesure·de l'absorption de l'énergie acoustique

dans les matériaux 17

1.2. Description du matériel de base sélectionné pour l'examen des tôles Z3

1.2.1. Générateur d'impulsions ultrasonores Z3

1. 2 • 2 • Pa 1 peurs z 5

1.2.3. Dispositif de contrôle automatique en immersion (type CE 1) Z5

1.2.3.1. Dispositif d'entraTnement mécanique du palpeur Z6

2. 3. 2. Cuve Z6

1.2.4. Dispositif d'enregistrement Z7

1.3. Matériels complémentaires divers utilisés lors de l'étude Z8

1.3.1. Générateurs d'ondes ultrasonores zs

1.3.1.1. Emission par oscillations amorties zs

1.3.1.2. Emission par trains d'oscillations entretenues (Module ER

1.3.2.-.. Palpeurs Z9

1.3.3. Milieux de couplage

CHAPITRE 6 -MISE EN OEUVRE DES EXAMENS NON DESTRUCTIFS ET DISCUSSION DES

RESULTATS OBTENUS

1. Examen par ultrasons

1.1. ExameOEeffectués selon

la méthode conventionnelle 30
31
31
31
-4-

1.1.1. Examens dits de référence

1.1.1.1. Essais préliminaires

1.1.1.2. Contrble systématique des tôles

1.1.2. Examens complémentaires

1.1.2.1. Examens par ondes longitudinales

1.1.2.2. Examens par ondes transversales

1.2. Examens effectués selon la méthode d'analyse fréquentielle

1.2.1. Essais préliminaires

1.2.1.1. Examen initial d'une tôle de 30 mm d'épaisseur (repère 59)

dite de référence 31
3Z 39
45
45
45
47
47
47

1.2.1.2. Etalonnage et choix des paramètres d'examen pour le contrOle

automatique en immersion

1.2.2. Examen proprement dit

1.2.2.1. Tôle de référence (n° 59)

1.2.2.2. Tôles dites "neuves"

1.2.2.3. "Tôles issues de constructions end011111agées par des ruptures

d'arrachement lamellaire 2.

Examen par aimantation

2.1.

Mode opératoire

2.2. Résultats obtenus

2.2.1. Tôles spécialement approv1s1onnées

pour (dites 11 neuves")

2.2.2. Tôle de référence n• 59

48
49
50
50
51
5Z 52
52
52
52

2.2.3. Tôles issues de constructions affectées par l'arrachement lamellaire

3. Conclusion

CHAPITRE 7 -ESSAIS DESTRUCTIFS

1. Buts

2. Essais d'identification

2.1. Essais de traction

2.2. Essais de résilience

2.3. Analyses chimiques

2.4.

Examens métallographiques

3. Essais

11 de comportement dans l'épaisseur ..

3.1. Vue d'ensemble

3.2. Orientation

des travaux 5! 5 5 5 5 - s -

3.3. Etude critique des divers essais proposés

3.4. Amélioration

de certaines procédures d'essais

3.4.1. Essais Brodeau

3.4.2. Essais de traction sur éprouvettes soudées

3.5. Etude d'essais nouveaux

3.5.1. Essai de traction sur implants

3.5.2. Essais d'emboutissage

59
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