Types de défauts de soudure et méthodes pour les éliminer. Définitions des principaux défauts de soudage Défauts de soudage

La fiabilité de la structure dépend de la qualité du travail effectué. Les défauts des fixations soudées ne sont pas autorisés, sinon le produit pourrait tomber en panne au moment le plus inopportun. La négligence pendant le travail et les faibles qualifications du maître peuvent entraîner divers problèmes; les technologies et équipements de travail doivent être utilisés conformément aux normes GOST. Les valeurs des soudures peuvent être dans les limites de tolérance ou, au contraire, dans ce dernier cas, il est nécessaire de refaire le travail jusqu'à l'obtention du résultat souhaité.

Lorsqu'ils sont exposés à divers facteurs pendant le travail, des incohérences inacceptables dans les coutures se forment. Les défauts de soudage sont divisés en plusieurs groupes dont les tolérances sont décrites en détail dans GOST :

1. Les défauts externes ont une forme inégale de la structure, conséquence du non-respect de la technologie de formation.
2. Selon GOST-23055, les dépôts non métalliques ou de scories, le manque de fusion et le manque de pénétration des produits métalliques sont acceptés pour les pièces internes défectueuses. Des dispositifs de surveillance de la production de soudage sont utilisés pour identifier cette catégorie de défauts.

La correction se fait en perçant toute la cavité, afin d'éviter tout développement, le défaut est éliminé et une nouvelle connexion est soudée.

Caries

Une forme arbitraire qui apparaît à la suite d’une exposition à des gaz est appelée cavité. Se produit lorsque le métal fond, que le cycle d'expulsion des gaz en excès n'est pas terminé ou que le bain de soudure n'est pas formé correctement. Les discontinuités se forment sous forme de cavités oblongues ; cette catégorie comprend les cratères et les coquilles. Le principal type de rejet de soudure est constitué par les fistules qui surviennent en raison des circonstances suivantes :

• la plasticité du métal ne répond pas aux exigences ;
• structures de durcissement ;
• chauffage inégal.

Les défauts diffèrent par leur forme, leur profondeur et leur emplacement, qui peuvent être localisés à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la couture. Les fistules ont une forme tubulaire oblongue et sont provoquées par des gaz. Le non-respect des réglementations techniques, à savoir la présence d'huile, d'oxydation et d'autres contaminants sur le chantier de soudage, entraîne un défaut de conception.

Un outil de mauvaise qualité peut causer des dommages irréparables, ainsi que l'utilisation de matériaux auxiliaires sous forme de flux. L'augmentation de la vitesse de production et le débit non standard de gaz de protection affectent négativement les caractéristiques du joint. Les pores se forment en raison de l'utilisation d'outils, de fils défectueux ou d'une pièce trop ventilée.

Lorsque l'arc se brise ou que la section finale est mal réalisée, des cratères se forment. L'apparence est déterminée par le type d'entonnoir qui doit être soudé lors de la détection. Les machines à souder modernes peuvent éliminer cet écart en réduisant le courant à la fin de la connexion.

Inclusions solides

Les substances étrangères, quelle que soit leur origine, constituent un problème sérieux dans le processus de soudage. Les principales erreurs sont une vitesse de soudage élevée, un courant faible et des bords sales. Les défauts de soudure sont causés par :

• résidus de flux;
• inclusions de scories ou d'oxydes.

Les oxydes se forment en raison du manque de décapage du métal et d’exposition chimique. Les scories, si la technologie est suivie, flottent à la surface, mais dans certaines situations restent à l'intérieur du joint. Les gaz protecteurs créent un environnement dans lequel il est impossible d'inclure un corps étranger. Les inclusions métalliques peuvent être dangereuses car... ont des dimensions allant jusqu'à plusieurs dizaines de millimètres.

Les conditions d'apparition dépendent du type de formation :

• désuni;
• linéaire;
• autre éducation.

La zone des opérations de soudage dans laquelle la teneur en additifs pour scories est dépassée est digérée. Souvent, des inclusions apparaissent à la jonction d'une couture statique et d'une couture ajoutée lors de la fabrication de produits multicouches.

Manque de fusion et manque de pénétration

L’absence d’assemblage du métal de base ou entre des éléments individuels est appelée non-fusion. Ils se distinguent en superficiels, constitués entre les fourches, situées à la base de la couture. Les principales raisons de non-fusion sont déterminées :

• augmentation de la longueur de l'arc ;
• nettoyage inadéquat des bords ;
• courant de soudage réduit ;
• augmentation de la vitesse de soudage.

La présence d'un défaut lors des connexions statiques peut être compensée par des soudures supplémentaires. En conséquence, la résistance diminue et une concentration de contraintes se produit dans la zone de non-fusion.

Une fusion insuffisante du joint lors de la zone de soudage est appelée manque de fusion. Les principales raisons sont les résidus de rouille, d’oxydation, de tartre et d’autres effets néfastes. En raison d'une diminution de la concentration, la possibilité de contraintes affectant négativement la structure dans son ensemble augmente. En cas d'écart par rapport aux tolérances, les zones présentant un joint non soudé sont nettoyées jusqu'à la base et l'opération de soudage est répétée.

L'écart par rapport aux paramètres spécifiés de la forme de la surface de soudure et de l'état géométrique de la connexion est provoqué par une violation de la forme.

Il existe différents troubles, chacun étant dû à certaines conditions.

1. Contre-dépouilles - un défaut sous forme d'indentations se forme le long des bords de la soudure lorsqu'elle est positionnée longitudinalement. Il est souvent formé à une vitesse de soudage accrue, ce qui entraîne un durcissement du bain de fusion plus rapide que prévu. L'augmentation de la distance de l'arc favorise la répartition de la largeur de soudure sur le métal, car avec ce schéma, le transfert de chaleur de l'arc reste au même niveau, la puissance n'est pas suffisante pour faire fondre toute la cavité métallique.
2. L’excès de matériau déposé trouvé à l’intérieur de la soudure est une pénétration excessive. Les défauts de déplacement linéaire sont une condition dans laquelle les pièces connectées sont situées à différents niveaux et il existe une différence de hauteur entre les joints. Il existe un défaut de type angulaire, dans les situations où l'angle est asymétrique par rapport à l'élément de crosse.
3. La superposition est une quantité excessive de matériau formée lors du processus de jonction d’une couture. Le défaut se forme en raison d'un arc trop long, d'une inclinaison incorrecte de l'électrode ou d'une augmentation du courant de soudage.
4. Un brûlage est un trou traversant formé à la suite de la fuite du composant métallique du bain de soudure. Les défauts se forment à la suite de l'utilisation d'un courant élevé à une faible vitesse de déplacement de l'électrode, d'un mauvais revêtement ou d'un jeu de bord incorrect.

Il existe également d'autres problèmes associés à la forme, par exemple les bords concaves de la couture formés du côté racine du joint. D'autres non-conformités incluent les éraflures de type surface, les arcs accidentels, les éclaboussures de métal et autres.

Méthodes de détection et de contrôle

Une couture de haute qualité comporte des marquages ​​​​appropriés. Dans les grandes entreprises, chaque spécialiste place une certaine marque sur la zone jointe. Les méthodes suivantes sont utilisées pour détecter les défauts :

• inspection visuelle;
• détection des défauts de couleur ;
• méthode ultrasonique pour identifier les zones défectueuses;
• radiation;
• méthode magnétique.

Après la découverte d'un défaut, un employé du service qualité détermine le sort ultérieur de la pièce et, dans la plupart des cas, elle est envoyée pour révision. L'affaissement est éliminé à l'aide d'un outil abrasif par action mécanique. Le soudage est utilisé pour la détection des défauts des grandes fissures, le site de soudage résiduel étant préalablement nettoyé.

Lors du soudage de diverses structures métalliques, la qualité des joints soudés réalisés sur celles-ci est particulièrement importante.

Outre les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion des joints soudés, les facteurs les plus importants déterminant les performances des structures soudées comprennent l'absence de défauts dans la soudure, la zone de fusion et la zone affectée thermiquement.

Les défauts des joints soudés lors du soudage par fusion sont divisés en :

Défauts de préparation et de montage ;

Défauts de forme des coutures ;

Défauts dans la structure métallique des joints soudés (externes et internes).

Les défauts de préparation et de montage sont le plus souvent provoqués par :

Violations de la géométrie du biseau des bords des coutures ;

Incohérence de l'écart entre les bords sur la longueur des éléments joints ;

Inadéquation des plans des pièces jointes.

Les défauts de forme du joint (contre-dépouilles, affaissements, brûlures, rainures de retrait, etc.) sont principalement dus à :

Largeur inégale des coutures formées lorsque la technique de mouvement des électrodes est violée ;

Inégalité de l'espace des bords lors de l'assemblage, irrégularité des convexités le long de la couture, épaississements et dépressions locaux (ils dépendent principalement de la qualité insatisfaisante des électrodes lors du soudage manuel et de l'instabilité du mécanisme de la machine lors du soudage automatique).

Pour les étudiants des spécialités en soudage, il est nécessaire de connaître clairement les types caractéristiques de défauts (externes et internes), les raisons de leur formation et les méthodes de prévention et d'élimination ; l'influence de divers défauts sur les propriétés du joint soudé.

Les illustrations de défauts fournies (schémas et photographies) vous permettent d'identifier visuellement de manière rapide et fiable le type de défaut, d'établir les causes de son apparition et de prendre rapidement des mesures pour l'éliminer.

Les défauts de soudage par fusion sont classés selon leur localisation en surface, interne et traversant.

Les défauts de surface comprennent :

- manque de pénétration à la racine de la couture ;

Contre-dépouilles ; surtensions ;

Cratères ; sous-estimation (affaiblissement) de la surface avant de la couture;

Concavité de la racine de la couture ;

Déplacement des bords soudés ;

Une transition nette du joint au métal de base (accouplement de soudure incorrect) ;

Éclaboussures de métal ; oxydation superficielle ; fissures superficielles.

Les défauts internes comprennent :

Pores ; inclusions;

Films d'oxyde;

Fissures internes ;

Manque de pénétration le long du bord avec le métal de base et entre les couches individuelles ;

Les défauts comprennent les fissures et les brûlures.

Outre les défauts - discontinuités, les défauts du soudage par fusion comprennent : la distorsion de la forme du joint associée à la déformation, et le non-respect des dimensions géométriques de la soudure ou des points avec les valeurs réglementées​​établies par le NTD (normatif et documentation technique).

GOST 30242-97 fournit une classification, une désignation et une brève description des défauts dans les joints soudés, une désignation numérique à trois chiffres des défauts et une désignation à quatre chiffres de leurs variétés, une désignation par lettre des défauts, le nom des défauts en russe, anglais et en français, texte explicatif, dessins qui complètent les définitions.

Lors du choix des méthodes et moyens de surveillance des joints soudés, il est nécessaire de bien comprendre la nature des défauts et les raisons de leur apparition. Les défauts les plus typiques qui surviennent lors du soudage par fusion sont répertoriés dans le tableau. 21.1.

Tableau 21.1. Défauts qui surviennent lors du soudage par fusion

Défauts	Définition du défaut (GOST 2601-84)	Raisons de la formation de défauts	Caractéristiques du défaut et méthodes pour corriger et éliminer sa formation
Manque de pénétration : - à la racine de la couture ; - entre les couches individuelles ; - le long du bord avec le métal de base (BM).	Défaut se présentant sous la forme d'un manque local de fusion dû à une fusion incomplète des bords soudés ou des surfaces de cordons préalablement réalisés.	- faible apport de chaleur ; - préparation de surface insatisfaisante ; - forme de coupe incorrecte ; - une grande matité ; - petits manques ; - déplacement des électrodes ; - nettoyage de mauvaise qualité de la couture après avoir terminé le passage.	Plus courant lors du soudage d’alliages d’aluminium et d’arcs immergés. Ce sont des concentrateurs de stress. Difficile à détecter dans les soudures circonférentielles des pipelines. Correction - élimination de la partie racine du joint suivie d'un soudage en une ou plusieurs passes.
Brûlures : - uniques ; - étendu; - discret	Un défaut sous la forme d'un trou traversant résultant d'une fuite du bain de fusion	- apport de chaleur élevé ; - une clairance accrue ; un peu de matité; - grand déplacement des bords ; - le gauchissement des bords et leur séparation du revêtement lors du soudage	Défaut inadmissible. Peut être éliminé par prélèvement mécanique (avec fraises) et soudage ultérieur en position verticale.

Suite du tableau 21.1.

Cratères	Défauts sous la forme d'une dépression en forme d'entonnoir formée à la suite d'un arrêt soudain du soudage ou d'un arrêt rapide du courant de soudage	- le matériel de soudage ne dispose pas de la fonction « remplissage du cratère » ou est éteint. Faible qualification du soudeur, violation de la technique de soudage.	Affaiblissement de la section. Accompagné de retraits et de fissures de retrait. Concentrateur de tension. Correction - suppression de la zone défectueuse et soudage. Lors du soudage automatique, des bandes technologiques sont utilisées pour retirer le cratère ou couper en douceur le courant
Affaissement sur un joint soudé	Un défaut sous forme de fuite de métal liquide sur la surface du rouleau principal ou préalablement réalisé sans fusion avec celui-ci.	- Courant élevé; - vitesse de soudage élevée ; - arc long (haute tension) ; - déplacement des électrodes ; - vitesse d'alimentation élevée du fil d'apport ; - inclinaison de l'électrode (guidage incorrect).	Cela se produit sur la face avant de la connexion ou sur la face arrière en raison d'un pressage de mauvaise qualité sur le revêtement et, en règle générale, lors du soudage en position horizontale et verticale, ainsi qu'en descente et en montée. Concentrateur de tension. Corrigé par traitement mécanique.
Contre-dépouilles de la zone de fusion : - unilatérales ; - double face	Défauts se présentant sous la forme d’une dépression étendue le long de la ligne de fusion du métal de base et de la soudure.	- Courant élevé; - grande vitesse; - arc long ; - inclinaison de l'électrode (guidage incorrect). - Faible qualification du soudeur, violation de la technique de soudage.	En règle générale, cela se produit lors du soudage avec des sources concentrées en mode pénétration profonde, ainsi que lors du soudage de soudures d'angle. Concentrateur de tension. Affaiblissement de la section. Correction – dénudage mécanique et soudage avec une couture « filetée » sur toute la longueur de la contre-dépouille.

Suite du tableau 21.1.

Interface non lisse de la soudure avec l'OM	Un défaut sous la forme d'une transition brusque de la surface de la soudure avec le métal de base.	- non-respect de la technique de soudage ; - vitesse d'avance élevée du fil d'apport.	Concentrateur de tension. Se produit lorsque la hauteur du renfort de couture externe est excessive. Correction - traitement mécanique.
Éclaboussures de métal	Défaut sous forme de gouttes solidifiées de métal d'électrode liquide à la surface d'un joint soudé.	- non-respect des techniques et modes de soudage ; - arc long ; - électrodes non chauffées ou de mauvaise qualité.	Se produit lors du soudage avec des électrodes à revêtement épais, lors du soudage MT dans CO 2 et du soudage par faisceau d'électrons avec pénétration profonde. Correction - nettoyage mécanique.
Concavité de la racine de la couture	Défaut se présentant sous la forme d'une dépression sur la surface arrière d'une soudure unilatérale.	- mauvaise préparation et assemblage des bords pour le soudage ; - non-respect de la technique de soudage.	Se produit lors du soudage de soudures bout à bout et d'angle en position aérienne. Affaiblissement de la section de couture. Correction - soudage du côté de la couture affaiblie.
Abaisser la couture	Défaut sous forme d’affaissement de la soudure.	- grand écart ; - grand angle de coupe ; - non-respect de la technique de soudage.	Se produit lors d'un apport thermique élevé lors du soudage ; Correction : soudage à des réglages plus doux.
Décalage des bords soudés	Un défaut se présentant sous la forme d'un décalage des bords soudés en hauteur dû à un assemblage de mauvaise qualité du joint soudé.	- violation de la technologie d'assemblage ; - le contrôle opérationnel n'a pas été effectué.	Cela se produit généralement lors du soudage de joints bout à bout. Concentrateur de tension. Correction - soudage pour assurer une transition en douceur vers le métal de base.

Suite du tableau 21.1.

Fistule de soudure	Un défaut sous la forme d'une dépression aveugle dans la soudure.	- métaux communs de mauvaise qualité ; - violation de la protection du bain de fusion.	Accompagne les pores et les fissures émergeant en surface. Ils surviennent le plus souvent lors du soudage MT dans du CO. Correction : découpe suivie d'une cuisson.
Oxydation superficielle d'un joint soudé	Un défaut sous la forme d'un film d'oxyde avec différentes couleurs de ternissement à la surface du joint soudé.	- faible consommation de gaz de protection ; - présence d'impuretés dans le gaz de protection ; - contamination de la surface de la buse ; - diamètre de buse mal sélectionné et distance par rapport à la surface métallique ; - manque de visières de protection supplémentaires.	Se produit lors du soudage d'aciers fortement alliés et de métaux actifs. Correction - nettoyage mécanique et traitement chimique de la surface du joint soudé.
Fissures : - superficielles ; - interne; - de bout en bout; - longitudinal; - transversal ; - ramifié.	Défaut se présentant sous la forme d'une rupture dans le volume de la soudure ou le long de la ligne de fusion avec le métal de base. Ils peuvent entrer dans la zone affectée par la chaleur.	- conception rigide du produit ; - soudage dans des montages rigidement fixés ; - temps long entre le soudage et le traitement thermique ; - vitesse de refroidissement élevée ; - erreur dans la conception de la soudure (moyeux rapprochés) ; - violation de la technologie (température de chauffage, ordre des sutures) ; - violation de la protection ; - métal de base de mauvaise qualité (BM).	Le défaut le plus dangereux et inacceptable. La solution consiste à pré-percer les extrémités de la fissure. Extraction de la fissure sur toute la profondeur en assurant la préparation nécessaire des bords (rainurage), suivie d'un soudage en une ou plusieurs passes. Après correction, un contrôle non destructif de la zone réparée est nécessaire.

Fin du tableau 21.1.

Pores de la soudure : -simples ; - distrait ; -groupes; -chaîne.	Défaut de soudure se présentant sous la forme d'une cavité ronde ou oblongue remplie de gaz.	- flux humide ; - électrodes humides ; - préparation de mauvaise qualité des bords soudés et de la surface du fil de soudage ; - augmentation du diamètre de l'électrode ; - arc long ; - augmentation de la vitesse de soudage ; - une protection de mauvaise qualité ; - métal de base de mauvaise qualité.	En règle générale, cela se produit lors du soudage d'alliages d'aluminium et de titane, dans des soudures bout à bout profondes, lorsque le dégazage est difficile. Affaiblissement de la section. Étanchéité réduite. Correction - des pores uniques acceptables sont laissés ; dans tous les autres cas, la zone défectueuse est sélectionnée avec un OM de haute qualité, suivie d'un soudage en une ou plusieurs passes.
Inclusions : - scories ; - oxyde ; - nitrure ; - du tungstène.	Défauts sous forme de particules non métalliques ou de métal étranger dans le métal fondu.	- une mauvaise préparation de la surface ; - métaux communs de mauvaise qualité ; - violation de la technologie de soudage ; - violation des protections.	Ils ont une forme sphérique ou oblongue, et sont également disposés sous forme de couches. Concentrateurs de tension. Correction - dépose suivie d'une soudure.

Conformément à cette norme, les défauts sont répartis en six groupes, principalement selon leur forme et leur localisation dans le joint soudé (Tableau 21.2) :

1. fissures ;

3. inclusions solides ;

4. manque de fusion et manque de pénétration ;

5. violation de la forme de la couture ;

6. autres défauts.

Tableau 21.2. Types de défauts (conformément à GOST 30242-97)

Suite du tableau 21.2.

Microfissure	Fissure aux dimensions microscopiques, détectée par des méthodes physiques avec un grossissement d'au moins 50x.
Fissure longitudinale	Une fissure orientée parallèlement à l'axe de la soudure. Il peut être localisé dans le métal fondu, à la limite de fusion, dans la zone affectée thermiquement ou dans le métal de base.
Fissure transversale	Une fissure orientée transversalement à l'axe de la soudure. Il peut être situé dans le métal fondu, dans la zone affectée thermiquement ou dans le métal de base.
Fissures radiales	Fissures qui rayonnent à partir d'un point. Ils peuvent se trouver dans le métal fondu, dans la zone affectée thermiquement ou dans le métal de base.
Fissure dans le cratère	Fissure dans le cratère de soudure, qui peut être longitudinale, transversale ou en forme d'étoile.
Fissures séparées	Groupe de fissures qui peuvent être localisées dans le métal fondu, dans la zone affectée thermiquement, dans le métal de base.
Fissures ramifiées	Groupe de fissures résultant d’une seule fissure. Ils peuvent être situés dans le métal fondu, dans la zone affectée thermiquement ou dans le métal de base.
Groupe 2. Pores
Cavité à gaz	Cavité de forme arbitraire formée par des gaz piégés dans du métal en fusion et dépourvue de coins.
Temps de gaz	La cavité gazeuse est généralement de forme sphérique
Porosité uniformément répartie	Groupe de pores de gaz répartis uniformément dans le métal fondu. Doit être distingué d'une chaîne de pores.
Accumulation des pores	Groupe de cavités à gaz (plus de deux), disposées en groupe avec une distance entre elles inférieure à trois tailles maximales de la plus grande des cavités.
chaîne de pores	Série de pores de gaz disposés en ligne, généralement parallèle à l'axe de la soudure, avec une distance entre eux inférieure à trois fois la taille maximale du pore le plus grand.
Cavité oblongue	Une discontinuité étendue le long de l'axe de la soudure. La longueur de la discontinuité est au moins deux fois sa hauteur
Fistule	Cavité tubulaire dans le métal fondu provoquée par la libération de gaz. La forme et la position de la fistule sont déterminées par le mode de durcissement et la source de gaz. En règle générale, les fistules sont regroupées en grappes et distribuées selon un motif à chevrons.
Pore ​​superficiel	Un pore de gaz qui perturbe la continuité de la surface de soudure.
Coquille de retrait	Une cavité formée en raison du retrait lors du durcissement.
Cratère	Trou de retrait à l'extrémité d'un cordon de soudure qui n'est pas colmaté avant ou lors des passes ultérieures.

Suite du tableau 21.2.

Groupe 3. Inclusions solides
Inclusion solide	Substances étrangères solides d'origine métallique ou non métallique dans le métal fondu.
Inclusion de scories	Scories emprisonnées dans le métal fondu. Selon les conditions de formation, ces inclusions peuvent être linéaires ou déconnectées.
Inclusion de flux	Flux emprisonné dans le métal fondu. Selon les conditions de formation, ces inclusions peuvent être linéaires, déconnectées ou autres.
Inclusion d'oxyde	Oxyde métallique introduit dans le métal fondu lors de la solidification.
Inclusion de métal	Particule métallique étrangère incrustée dans le métal fondu. Il y a des particules de tungstène, de cuivre ou d'autres métaux.
Groupe 4. Manque de fusion et manque de pénétration
Non-fusion	Manque de connexion entre le métal fondu et le métal de base ou entre les cordons de soudure individuels.
Manque de pénétration (pénétration incomplète)	Défaut de fusion du métal de base sur toute la longueur de la soudure ou dans une section, résultant de l'incapacité du métal en fusion à pénétrer jusqu'à la racine du joint (manque de fusion à la racine de la soudure).
Groupe 5. Violation de la forme de la couture
Violation de forme	Écart de la forme des surfaces externes de la soudure ou de la géométrie de la connexion par rapport à la valeur établie par la documentation technique.
Contre-dépouille continue	Longue dépression longitudinale sur la surface extérieure du cordon de soudure le long de ses bords, formée lors du soudage.
Rainure de retrait	Contre-dépouille du côté racine d'une soudure unilatérale provoquée par un retrait le long de la limite de fusion.
Excès de convexité de la soudure bout à bout	Excès de métal déposé sur la face de la soudure bout à bout dépassant la valeur spécifiée. Est un concentrateur de stress.
Excès de convexité de la soudure d'angle	Excès de métal déposé sur la face avant d'une soudure d'angle (sur toute la longueur ou dans une section) dépassant la valeur spécifiée.
Pénétration excessive	Excès de métal déposé sur la face arrière de la soudure bout à bout dépassant la valeur spécifiée.
Excédent local	Pénétration excédentaire locale supérieure à la valeur établie.
Profil de soudure incorrect	Écart des dimensions des coutures par rapport aux valeurs spécifiées de la documentation technique.
afflux	Excès de métal déposé par soudure qui a coulé sur la surface du métal de base mais n'y a pas fusionné.
Déplacement linéaire	Décalage entre deux éléments soudés dont les surfaces sont parallèles, mais pas au niveau requis.

Fin du tableau 21.2.

Décalage angulaire	Déplacement entre deux éléments à souder, dans lesquels leurs surfaces sont situées sous un angle différent de celui spécifié.
Natek	Métal soudé qui s'est déposé sous l'effet de la gravité et qui n'a pas fusionné avec la surface à assembler.
Brûlure	Flux de métal provenant du bain de fusion, entraînant la formation d'un trou traversant dans la soudure.
Rainure de bord incomplète	Rainure longitudinale continue ou discontinue sur la surface d'une soudure en raison d'un matériau d'apport insuffisant remplissant la section transversale requise.
Asymétrie excessive des soudures d’angle	Dépassement de la taille d'une jambe par rapport à l'autre.
Largeur de couture inégale	Déviation Largeur inégale de la couture dans ses différentes sections, qui diffère des valeurs spécifiées dans la documentation technique. depuis
Une surface irrégulière	Irrégularités grossières dans la forme de la surface de renforcement des coutures sur toute sa longueur.
Concavité de la racine de la couture	Rainure peu profonde du côté racine d'une soudure unilatérale, formée en raison du retrait du métal du bain de soudure lors de sa cristallisation.
Porosité à la racine de la soudure	La présence de pores à la racine de la soudure due à la formation de bulles lors de la solidification du métal.
Reprise	Rugosité de surface locale au niveau du site de reprise du soudage.
Groupe 6. Autres défauts
Autres défauts	Tous les défauts qui ne peuvent pas être inclus dans les groupes 1 à 5.
Arc aléatoire (incendie criminel)	Dommages locaux à la surface du métal de base adjacents à la soudure résultant d'un allumage accidentel ou d'une combustion de l'arc.
Éclaboussures de métal	Gouttes de métal fondu ou de métal d'apport formées lors du soudage et adhérant à la surface du métal.
Éraflures superficielles (déchirures)	Dommages superficiels causés par le retrait d'un élément temporairement soudé (bandes de procédé, pinces, etc.).
Amincissement du métal	Réduire l'épaisseur du métal à une valeur inférieure à celle admissible lors de l'usinage ou de l'exposition à un environnement corrosif.

Des fissures. Types de fissures

Les fissures font partie des défauts les plus dangereux et, selon tous les documents réglementaires et techniques relatifs aux joints soudés, elles sont considérées comme un défaut inacceptable.

Une fissure est une discontinuité dans un joint soudé sous la forme d'un espace dans la soudure ou dans les zones adjacentes.

Les fissures conformément à GOST 30242-97 sont divisées en fonction de leur orientation par rapport au joint en :

Longitudinal, orienté parallèlement à l'axe de la soudure et situé dans le métal de la soudure, au niveau de la limite de fusion, dans la zone affectée thermiquement et dans le métal de base (Fig. 21.1 et 21.2) ;

Transversal, orienté transversalement à l'axe de la soudure et situé dans le métal de la soudure, dans la zone affectée thermiquement, dans le métal de base ;

Radial - divergent radialement à partir d'un point et situé dans le métal de la soudure, dans la zone affectée thermiquement, dans le métal de base.

En fonction de la température à laquelle les fissures se forment, on distingue les types suivants :

Chaud, se produisant dans la plage de température de cristallisation du métal liquide ;

Froid, se produisant à des températures inférieures à la plage de cristallisation du métal ;

Réchauffez les fissures.

Riz. 21.1. Fissures longitudinales et transversales dans le métal fondu

Riz. 21.2. Localisation des fissures le long de la section transversale de la soudure lors du soudage sous laitier électrique :

UN– le long de l'axe de la couture ; b– entre les branches des cristaux colonnaires

Riz. 21.3. Fissures dans une rupture de couture : UN– s'étendant jusqu'à la surface de la couture ; b– ne s’étend pas à la surface de la couture

Riz. 21.4. Localisation des fissures le long de la section de soudure (soudage à l'arc) : UN– des fissures qui ne s'étendent pas à la surface du joint ; b– des fissures s'étendant jusqu'à la surface du joint

Aujourd'hui, le soudage est utilisé partout pour relier diverses pièces métalliques. Il est utilisé avec succès aussi bien dans l'industrie que dans les ménages privés. est appelée connexion permanente des pièces par soudage. En conséquence, diverses zones se forment, caractérisées par un certain ensemble de propriétés. Tout dépend du degré de chauffage. Ils peuvent différer par leurs propriétés physiques, chimiques et mécaniques. Les principaux défauts des joints soudés sont connus depuis longtemps. Ils doivent être évités pendant le travail.

Le soudage est utilisé pour assembler des pièces métalliques dans l’industrie et dans le domaine domestique.

Caractéristiques et types de joints soudés

Avant de commencer à parler des défauts des joints soudés, il convient de parler plus en détail de leurs principaux types et caractéristiques. Le principe du soudage est assez simple. Le métal en fusion forme une couture qui cristallise. Le matériau partiellement fondu constitue la zone de fusion. Près de cette zone, il se forme une zone dans laquelle le métal chauffé subit une contrainte supplémentaire. C'est ce qu'on appelle la zone affectée par la chaleur. Après cela vient le métal de base. Sa structure et ses propriétés ne changent en rien au cours des travaux.

Classification des soudures par position dans l'espace.

Il existe plusieurs principaux types de joints soudés. Les plus courants d'entre eux sont les bouts, les chevauchements, les tees et les coins. Ils diffèrent tous par l'installation des matériaux de base et l'emplacement de la couture. La qualité de la couture est directement influencée par de nombreux facteurs différents. Des défauts internes et externes peuvent se former. La qualité des coutures est directement affectée par le degré de contamination des métaux à assembler.

Une grande variété d'oxydes, de films gras, etc. peuvent être présents ici. C'est pourquoi les surfaces à souder doivent être nettoyées avant les travaux. À propos, au cours du processus, il est nécessaire de lutter contre les oxydes formés à la surface. Dans tous les cas, la solidité de la connexion finale dépend directement de l'absence de défauts. La couture peut parfois avoir exactement la même résistance que le matériau de base, mais cela est assez difficile à réaliser.

À propos des défauts des joints soudés

Comme indiqué précédemment, les défauts des joints soudés peuvent être de nature très diverse. Ils doivent être mémorisés pendant le processus de travail. Si une personne possède une richesse de connaissances à leur sujet, elle sera alors capable de souder des pièces qui auront des coutures parfaites. C’est exactement ce vers quoi nous devrions nous efforcer.

Tableau des principaux types de joints soudés.

1. Saper C'est l'un des types de défauts des joints soudés. Il s'agit d'une rainure formée au point de fusion du métal de base et de la soudure. Le plus souvent, de tels défauts apparaissent en présence de grands bains de soudure. Cela signifie qu'une grande quantité de métal fond en raison de l'utilisation de valeurs de courant élevées.
2. Flotter. Ce défaut se caractérise par une fuite du matériau de soudure sur le métal de base. Un inconvénient très désagréable.
3. Manque de pénétration. Un tel défaut dans les joints soudés peut survenir dans les cas où une fusion insuffisante du métal de base se produit au niveau des joints des éléments structurels. Cet endroit est le plus souvent rempli de scories qui, de par sa structure, forment des porosités et des vides dans les coutures. C'est inadmissible. Le design perd immédiatement ses propriétés. Lorsque le soudage à l'arc est utilisé, un manque de fusion peut survenir en raison de l'utilisation d'un courant insuffisant. C'est l'un des défauts les plus dangereux. Cela est principalement dû au fait que des contraintes supplémentaires commencent à se former à cet endroit lors du fonctionnement ultérieur de la structure. Cela conduit très souvent à sa destruction rapide. Vous pouvez vous débarrasser de ce défaut. Pour ce faire, les manques de pénétration sont identifiés, puis un surfaçage est réalisé dans les zones difficiles.
4. Des fissures. Il s'agit d'une destruction partielle du matériau au niveau du joint ou dans la zone située à proximité de celui-ci. Ils peuvent se former pour plusieurs raisons. Si nous parlons du processus lorsque le métal est encore chaud, des fissures apparaissent à la suite de la cristallisation du métal. À l’état solide, une grande variété de transformations structurelles peuvent également se produire. C'est la deuxième raison de l'apparition de tels défauts.

Défauts de soudures : manque de fusion, forme inégale, affaissement, fissures, fistules, surchauffe.

Le mécanisme de formation des fissures à chaud est assez simple. Lors du soudage, le métal s'échauffe. Une fois la source de chaleur retirée, elle commence à refroidir progressivement. Bien entendu, des zones de cristallisation commencent à se former. Ils commencent à flotter parmi le métal encore en fusion. S'il n'y avait pas de microzones permettant l'interaction des matériaux chauds et froids, alors tous les joints soudés contiendraient des défauts. Cependant, cela ne se produit pas. Ainsi, on peut supposer que plus l’intervalle de cristallisation est long, plus l’apparition de fissures à chaud est probable. Le carbone affecte directement cet indicateur. Il y a ici une relation directe. Plus il y a de carbone dans l’acier, plus l’intervalle de cristallisation s’élargit.

Des fissures froides peuvent se former au niveau de la couture. Ils apparaissent lorsque le matériau est refroidi à une température d'environ 200 à 300 degrés Celsius. Ils peuvent ne pas apparaître immédiatement, ce qui les rend plus dangereux. L'apparition de fissures à froid est associée au fait que diverses transformations structurelles commencent à se produire dans le matériau en raison de certaines transformations chimiques. Il existe une dépendance directe à la quantité de carbone présente dans le matériau. Plus il y en a, plus il est probable que des fissures froides apparaissent. Cette tendance à former des fissures à froid et à chaud détermine un paramètre tel que la soudabilité des métaux. Ce paramètre caractérise la capacité à obtenir un joint soudé qui ne diffère pas des matériaux de base.

Pores et inclusions non métalliques

Défauts de soudures : cratères, contre-dépouilles, pores, manque de pénétration, scories, brûlures.

Pores. Ces défauts dans les joints soudés sont assez courants. Les pores sont des vides remplis de gaz. Ils peuvent être de taille microscopique ou former des défauts de plusieurs millimètres dans la structure. Dans ce cas, ils se forment le plus souvent à la jonction du joint avec le matériau de base. Ce défaut est influencé par de nombreux paramètres différents.

Le plus important d’entre eux est la concentration du gaz dans le bain de cuisson. Du gaz est libéré du métal lors de son processus de fusion. Ce processus ne peut en aucun cas être empêché. Le monoxyde de carbone n'est pas capable de se dissoudre dans le fer et est donc libéré sous forme de bulles.

Inclusions non métalliques. Ces défauts dans les joints soudés eux-mêmes sont associés à l'entrée d'inclusions étrangères dans la structure soudée à la suite des travaux.

Fissures dans le joint soudé.

Il existe une grande variété de telles inclusions. Des scories peuvent par exemple se former en raison d'un nettoyage insuffisant des matériaux à assembler.

Leur cause peut être une élimination complète insuffisante des scories lors du soudage multicouche. Lorsque le travail est effectué par fusion, un matériau se forme dans la soudure, dont les propriétés physiques et chimiques diffèrent du métal de base. À cet égard, des défauts similaires peuvent également se former. Les inclusions étrangères peuvent être de nature très diverse.

Étude des défauts

Un défaut de soudage est constitué de pores, c'est-à-dire le remplissage de vides avec des gaz.

Bien entendu, s'il existe des défauts dans divers joints soudés, ils doivent alors être étudiés. La macroanalyse est souvent utilisée à cette fin. Cela réside dans le fait que la structure du métal est étudiée à l'œil nu ou à la loupe. Contrairement à l’analyse microscopique, la macroanalyse ne permet pas d’étudier correctement la structure du matériau. Sa tâche principale est de contrôler la qualité des pièces assemblées lors du processus de soudage. Il permet de déterminer le type de fracture, la structure fibreuse, les violations de la structure continue, etc. Pour réaliser une telle analyse, il est nécessaire de soumettre la pièce étudiée à une gravure avec des éléments spéciaux et à un traitement sur des rectifieuses. Cet échantillon est appelé une macrosection. Il ne doit y avoir aucune irrégularité ni inclusion étrangère sur sa surface, y compris de l'huile.

Tous les défauts décrits ci-dessus peuvent être étudiés et identifiés à l’aide de la macroanalyse.

Pour révéler la structure d'un matériau, les méthodes de gravure de surface sont le plus souvent utilisées.

Types de perles dans les coutures.

Cette approche est la mieux adaptée aux aciers à faible et moyenne teneur en carbone. La macrosection, préparée à l'avance, doit être immergée dans le réactif avec la pièce à analyser. Dans ce cas, sa surface doit être nettoyée avec de l'alcool. À la suite de l’interaction des éléments, une réaction chimique se produit. Il vous permet de déplacer le cuivre de la solution. Les matériaux sont remplacés. En conséquence, du cuivre se dépose à la surface de la sonde. Les endroits où le cuivre n'a pas complètement recouvert le matériau de base sont gravés. Ces endroits contiennent des défauts. Après cela, l'échantillon est retiré de la solution aqueuse, séché et nettoyé. Toutes ces actions doivent être réalisées le plus rapidement possible afin qu'une réaction d'oxydation ne se produise pas. En conséquence, il est possible d’identifier les zones où de grandes quantités de carbone, de soufre et d’autres matériaux sont présentes.

La gravure des zones contenant ces matériaux ne se produit pas de la même manière. Là où il y a une forte concentration de carbone et de phosphore, le cuivre n'est pas libéré de manière intensive à la surface. Il s'agit du degré minimum de protection du métal. De ce fait, ces lieux sont soumis à la plus grande gravure. À la suite de la réaction, ces zones deviennent plus foncées. Il est préférable d'utiliser cette méthode pour les aciers contenant une quantité minimale de carbone. S'il y en a beaucoup, il sera alors très difficile d'éliminer le cuivre de la surface de l'échantillon.

Types de contre-dépouilles dans les coutures.

Il existe d'autres méthodes de macroanalyse de la structure des matériaux dans un joint soudé. Par exemple, la méthode du tirage photo est souvent utilisée pour déterminer la quantité de soufre. Le papier photographique est humidifié et maintenu à la lumière pendant un certain temps. Après cela, il est séché entre des feuilles de papier aluminium. La solution dans laquelle il est initialement placé contient une certaine quantité d'acide sulfurique. Ensuite, bien entendu, ce papier est posé en couche uniforme sur une macrosection.

Il doit être lissé au rouleau pour que toutes ses déformations soient complètement éliminées. Les bulles d'air qui pourraient subsister entre le papier photo et le métal doivent être complètement éliminées. Ce n'est que dans ce cas que la recherche sera objective. Il doit être maintenu dans cette position pendant environ 3 à 10 minutes. Le temps dépend de l'épaisseur d'origine de la sonde, ainsi que d'autres facteurs.

Types de manque de pénétration.

Les inclusions de soufre situées dans le métal déposé réagiront certainement avec l'acide appliqué à la surface du papier photographique. Dans les zones où du sulfure d’hydrogène est libéré, une substance appelée émulsion photographique se formera. Les zones de sulfure d'argent qui se formeront à la suite de la réaction montrent clairement la répartition du soufre dans le métal.

Bien entendu, ces zones seront observées sur papier. Le papier photographique utilisé pour l'expérience doit être lavé puis conservé dans une solution d'hyposulfite. Après cela, il est à nouveau lavé avec un liquide et séché. Si des inclusions de fluorure sont présentes dans la soudure, elles apparaîtront certainement sous la forme de zones de couleur foncée.

Résumer

Ainsi, il existe actuellement de nombreuses méthodes pour identifier les défauts des joints soudés. Ils ont tous un but précis. Chaque méthode vous permet de connaître la quantité d'un matériau particulier contenue dans la structure de la couture, ce qui peut nuire à sa structure.

En plus des méthodes de macroanalyse, les méthodes de microanalyse ont récemment été assez souvent introduites. Ils ont le même objectif que les précédents. Cependant, ils permettent en outre d’étudier la structure du matériau. Ici, le travail est effectué au niveau moléculaire de la structure du réseau cristallin.

Le fonctionnement ultérieur de la structure dépend de la qualité du soudage, c'est pourquoi les défauts des joints soudés ne sont pas autorisés. De nombreux facteurs contribuent à l'apparition de défauts, par exemple :

• violation de la technologie de travail;
• négligence;
• faible qualification du soudeur;
• utilisation d'équipements défectueux;
• effectuer des travaux sans préparation adéquate, dans des conditions météorologiques défavorables.

Il existe des valeurs acceptables et inacceptables de défauts de soudure en fonction du degré de réduction des paramètres techniques du produit en termes de résistance. En cas de violations acceptables, les défauts de soudage ne sont pas corrigés, dans le second cas, leur élimination est nécessaire. L'adéquation du produit à l'utilisation et la détermination de la conformité de la couture aux normes sont effectuées conformément à GOST 30242-97.

Types de défauts de soudage

Un cordon de soudure correct implique l'homogénéité de la composition du matériau de base et du matériau de remplissage, la formation de la forme souhaitée, l'absence de fissures, l'absence de pénétration, de débordement et la présence de substances étrangères. On distingue les types de défauts suivants dans les joints soudés :

• externe;
• interne;
• de bout en bout.

Que sont les défauts extérieurs ?

Les défauts externes des soudures et des joints sont détectés visuellement. Les violations du régime de soudage, le non-respect de la précision de la direction et du mouvement de l'électrode en raison de la précipitation ou de l'irresponsabilité du soudeur, les fluctuations de tension électrique pendant les travaux de soudage conduisent à la formation d'un joint de taille et de forme incorrectes.

Les signes caractéristiques de l'aspect extérieur des défauts sont : la différence de largeur des soudures longitudinales et des pattes d'angle, la netteté de la transition de l'acier de base à celui déposé.

Avec la méthode de soudage manuel, des violations se produisent en raison d'erreurs de préparation des bords, de négligence du mode et de la vitesse de soudage et du manque de mesures de contrôle en temps opportun. Les défauts des soudures et les raisons de leur formation lors de l'exécution de méthodes de soudage automatiques ou semi-automatiques résident dans des surtensions excessives de tension électrique et des erreurs de fonctionnement. On distingue les types externes de défauts de soudure suivants :

Fissures les coutures sont chaudes et froides, longitudinales, transversales, radiales. Les premiers d'entre eux surviennent lorsque des températures élevées de 1 100 à 1 300°C sont utilisées, affectant les propriétés du métal en termes de réduction de ductilité et d'apparition de déformations en traction. Ce type de défauts de soudure s'accompagne d'une augmentation d'éléments chimiques indésirables dans la composition de l'acier. Des fissures à froid peuvent apparaître à des températures allant jusqu'à 120°C lors du refroidissement, puis sous l'influence de charges pendant le fonctionnement. La raison de ce type de défaut peut être une diminution de la résistance de l'acier due aux contraintes de soudage ou à la présence d'atomes d'hydrogène dissous.

Fissure dans la soudure

Saper caractérisé par la présence d'une dépression entre l'acier allié et l'acier de base. Ce type de défaut de soudure est plus courant que d’autres. Une augmentation de la tension de l'arc lors d'un soudage rapide entraîne un amincissement de l'épaisseur de l'acier et une diminution de la résistance. Une pénétration plus profonde de l'un des bords provoque l'écoulement de l'acier liquide sur l'autre surface, c'est pourquoi la rainure de soudage n'a pas le temps de se remplir. Dans ce cas, les défauts de soudage et les méthodes pour les éliminer sont déterminés visuellement. Les défauts de travail sont éliminés par décapage, suivi d'une surcuisson.

Contre-dépouille de soudure

afflux se produit lorsque le métal fondu s'écoule sur la surface de l'acier de base sans former avec lui une masse homogène. Ce type de défaut se caractérise par la formation d'un contour de couture sans acquérir une résistance suffisante, ce qui affecte l'endurance globale du métal. La raison du défaut est l'utilisation d'une faible tension d'arc, la présence de tartre sur les bords des pièces et la fuite d'acier fondu lors du soudage de joints horizontaux lorsque la surface des structures soudées est verticale. Un soudage trop lent conduit également à la formation d'affaissements, dus à l'apparition d'un excès de métal en fusion.

Cratères apparaissent en raison d'une séparation nette de l'arc. Ils se présentent sous la forme de dépressions où peuvent se former un manque de pénétration et un relâchement du matériau présentant des propriétés de retrait, conduisant à l'apparition de fissures. Les cratères se produisent en raison d'erreurs de soudage. Le cratère étant généralement à l'origine de fissures, c'est pourquoi il est interdit, s'il est retrouvé, il devra être nettoyé, puis ressoudé.

Cratère formé dans le cordon de soudure

Fistules Ils ressemblent à des entonnoirs avec une dépression sur le corps de la couture. Ils sont formés de coques ou de pores de tailles suffisamment grandes, avec une préparation insuffisante de la surface des éléments de soudage et du fil d'apport. Ce type de défaut peut également être constaté lors d’une inspection visuelle et doit être corrigé immédiatement.

Entonnoirs de fistule typiques

Défauts de soudure internes

Les défauts de soudure internes ne peuvent pas être détectés visuellement. Apparaissent généralement en raison d'une violation du processus de soudage et d'une qualité insuffisante du matériau. Avec des défauts internes, des fissures peuvent également apparaître, mais elles ne sont ni visibles ni petites, mais peuvent s'ouvrir avec le temps. Les fissures cachées sont dangereuses car elles sont difficiles à détecter et les contraintes peuvent augmenter progressivement et conduire à une destruction rapide de la structure, et sont donc extrêmement dangereuses. La cause des défauts peut être des contraintes énormes et un refroidissement rapide lors de l'utilisation d'aciers au carbone et alliés. Les types les plus courants de ce type de défaut sont les suivants :

Manque de pénétration se produit lorsque la fusion des parties soudées du joint en place est insuffisante. La raison réside dans une mauvaise préparation des bords due à la rouille, au tartre, au manque de jeu et aux bords émoussés. De plus, la précipitation et la vitesse de soudage rapide, la faible intensité du courant ou le déplacement de l'électrode par rapport à l'axe du joint peuvent également entraîner un manque de pénétration de la soudure. En raison de la réduction de la section transversale de la soudure, une concentration de contraintes apparaît, ce qui se traduit par une diminution de la résistance des joints, qui sous des charges vibratoires peut atteindre 40 %, et de grandes zones de manque de pénétration - jusqu'à à 70%. Si les valeurs admissibles sont dépassées, le joint doit être nettoyé et ressoudé.

Manque de pénétration et de remplissage

Pores– ce sont les espaces libres de la soudure remplis de gaz, principalement d’hydrogène. La raison de ce type de défaut est la présence d'impuretés étrangères dans les matériaux à souder, l'humidité et une protection insuffisante du bain de soudure. Si les concentrations poreuses admissibles sont dépassées, la soudure est sujette à une cuisson excessive.

Pores dans la soudure

De plus, on peut noter des inclusions de scories, de tungstène et d'oxydes, qui surviennent également en cas de violation de la technologie du procédé de soudage.

Par les défauts

Ce type de défaut implique la présence de pores traversant toute l'épaisseur de la soudure et est également détecté visuellement. Se produisent principalement lors du soudage traversant. Avec ce type de défaut, des brûlures et des fissures peuvent apparaître.

Le brûlage se produit lors de l'utilisation d'un courant élevé et d'un soudage lent. La raison en est une ouverture excessive de l'espace sur les bords, un ajustement lâche des coussinets, entraînant une fuite du bain de soudure. La vérification des défauts du joint est effectuée visuellement; si elle dépasse la norme admissible, la soudure doit être nettoyée et ressoudée.

Méthodes de détection, de surveillance et d'élimination des défauts

Pour détecter les défauts de soudure, les méthodes suivantes sont utilisées :

1. inspection visuelle - effectuée à l'aide d'appareils grossissants ;
2. détection des défauts de couleur - basée sur un changement de couleur d'un matériau spécial au contact d'un matériau fluide, par exemple le kérosène ;
3. méthode magnétique - mesure de la distorsion des ondes magnétiques ;
4. méthode ultrasonique - utilisation de détecteurs de défauts à ultrasons qui mesurent la réflexion des ondes sonores ;
5. méthode de rayonnement - Radiographie des soudures et obtention d'une image avec tous les détails du défaut.

Pour garantir la qualité de la soudure, un marquage et un marquage sont réalisés. Chaque soudeur appose son marquage sur sa zone de soudure.

Si un défaut est détecté, il est nécessaire d'éliminer les défauts de soudage. Pour cela, les types de travaux suivants sont utilisés :

• soudage - utilisé pour éliminer les grosses fissures, après avoir préalablement préparé la fissure par perçage et nettoyage avec un ciseau ou un outil abrasif ;
• les petites fissures internes, les manques de fusion et les inclusions doivent être complètement nettoyés ou découpés par resoudage ;
• les coutures incomplètes et les contre-dépouilles de soudure sont éliminées par surfaçage ou soudage en couches minces ;
• L'affaissement est éliminé mécaniquement à l'aide d'un outil abrasif ;
• La surchauffe du métal est éliminée par traitement thermique.

On suppose principalement que le métal fondu doit être solide. Et toutes les formations qui rendent la soudure inhomogène sont considérées comme des défauts. On distingue : types de défauts de soudure: micro- et macrofissures (à chaud et à froid), manque de pénétration, pores, inclusions diverses.

Défauts internes et externes des soudures

La méthode la plus courante pour classer les défauts de soudage est leur emplacement. Selon cette classification, on distingue les défauts de soudage internes et externes. Les externes vont à la surface du joint et de la zone affectée thermiquement, et les internes sont situés à l'intérieur du joint sans venir à la surface. Il s'ensuit qu'un même type de défaut (par exemple, fissures ou pores) peut être à la fois interne (s'il est situé à l'intérieur) et externe (s'il se situe en surface).

Défauts de soudure externes

Les défauts externes des joints soudés comprennent une forme inégale de la soudure due à une formation inappropriée, des contre-dépouilles du joint, des brûlures du métal soudé, un affaissement, des fissures, des pores et d'autres défauts situés à la surface du métal. Tous sont révélés lors de l'inspection visuelle externe du joint soudé. Les types courants de défauts externes sont répertoriés et présentés ci-dessous dans le texte.

Défauts de soudure internes

Les défauts internes des joints soudés, selon GOST 23055, comprennent les inclusions non métalliques, de scories et d'oxydes, le manque de pénétration et le manque de fusion du métal, ainsi que les pores et les fissures qui ne s'étendent pas à la surface du métal. Afin d'identifier de tels défauts, des méthodes de contrôle de soudage non destructives sont utilisées dans la pratique. Le texte ci-dessous décrit les types courants de défauts internes.

Défauts de formation des coutures

Les défauts de formation des soudures se manifestent par l'irrégularité de leur forme (voir figure de droite). Ils se forment en raison de conditions de soudage incohérentes, d'un écart incohérent entre les bords soudés et d'un angle de biseau irrégulier des bords. Un écart entre la forme réelle du joint et celle requise peut survenir en raison d'un soudage incorrect, en raison d'un positionnement incorrect de l'électrode par rapport aux bords soudés.

Un défaut similaire peut apparaître chez d’autres. Par exemple, lors du soudage automatique, la cause d'un tel défaut peut être le glissement du fil de soudage dans le mécanisme d'alimentation, une chute de tension dans le réseau, du métal en fusion pénétrant dans les interstices, etc.

Manque de pénétration de la soudure

Le plus souvent, le manque de pénétration dans les soudures se produit dans les cas où il existe de petits espaces entre les bords soudés, lorsque les bords sont fortement émoussés, ainsi que lorsqu'ils sont contaminés, lorsque l'électrode ou le fil de soudage est mal positionné par rapport aux bords à souder. soudé, lorsque le courant de soudage est insuffisant et lorsque la vitesse de soudage est augmentée.

Très souvent, des manques de pénétration se forment à la racine de la couture (schéma a) et b) sur la figure de gauche et schémas c) et d) sur la figure). Dans le soudage automatique à l’arc submergé, le manque de pénétration se forme dans la plupart des cas au début de la soudure. Pour éviter leur apparition, il est recommandé d'effectuer des soudures sur des plots spéciaux. Le manque de pénétration est l’un des défauts les plus dangereux pour un joint soudé.

Contre-dépouilles de soudure

Des contre-dépouilles de soudure se forment sur la surface du joint. Les contre-dépouilles sont des dépressions dans le métal de base situées le long des bords de la soudure. Ils apparaissent en raison d'un courant de soudage trop élevé et de la grande longueur de l'arc électrique, car dans ce cas, la largeur de la soudure augmente et les bords des bords soudés fondent plus fortement.

Il existe plusieurs types de fissures de soudure :

Type de défaut de soudure. Ainsi que sa taille et son lieu d'origine.

Propriétés mécaniques du joint soudé. Il s'agit de la résistance à la traction, de la fluidité, de la résistance aux chocs, de la ductilité, de la résistance à la corrosion, de la résistance à la fatigue, etc.

Conditions dans lesquelles le produit est utilisé. Fondamentalement, c'est la nature de l'environnement.

Fonctions que le produit doit remplir. Il existe même un terme : « adapté à son objectif ». Ceux. le même défaut dans une soudure peut être acceptable pour une tâche, mais inacceptable pour une autre.

Pour prendre une décision sur l'admissibilité de défauts d'un type et d'une taille particuliers, il est nécessaire que la capacité de mesure du dispositif de surveillance des défauts soit supérieure à la valeur admissible du défaut. Autrement dit, si des défauts d'une taille maximale de 2 mm sont autorisés dans la soudure, un appareil d'une capacité de mesure de 5 mm ne peut pas être utilisé pour contrôler ce joint.

Afin de déterminer la valeur maximale d’un défaut admissible, il faut garder à l’esprit que les défauts de soudure augmentent principalement la capacité de l’acier à subir une fatigue et une rupture fragile.

Pour une destruction de ce type, le plus grand danger représente les défauts plans (microfissures, macrofissures, manque de pénétration). S'ils sont identifiés, vous devez faire attention non seulement aux tailles maximales des défauts individuels, mais également à leur emplacement relatif et à leur nombre.

Le danger des défauts planaires réside dans le fait qu'ils sont des concentrateurs de contraintes élevées du fait de l'absence de rayon de courbure au niveau des fissures. Les défauts spatiaux, tels que les pores, les bulles de gaz ou toute inclusion, ont un certain rayon de courbure et présentent donc un moindre danger, même s'ils sont plus nombreux.

Avec un petit arrondi à la base de la fissure, afin d'évaluer les contraintes agissant dans celle-ci, le facteur d'intensité de contrainte K1 est utilisé, ce qui permet d'évaluer la mécanique de la rupture. Le facteur d'intensité de contrainte peut être déterminé si la contrainte requise pour la rupture est inférieure à la limite d'élasticité du matériau. Il est déterminé par la formule :

où a est la taille (hauteur) du défaut externe, ou la moitié de la taille du défaut interne ;
bm - contrainte de traction ;
bv - contrainte de flexion ;
Мm et Мв sont des coefficients dont la valeur est déterminée par le rapport de la taille du défaut à l'épaisseur de la pièce et à la localisation du défaut ;
Q est un coefficient dépendant de la forme du défaut.

Pour les joints soudés qui ne sont pas soumis à un recuit après soudage, afin de réduire les contraintes internes, des calculs d'ouverture critique de fissure (COD) doivent être utilisés pour évaluer l'acceptabilité des défauts de soudure. Le calcul du coefficient K1, ou la recherche de la valeur de l'ouverture critique, permet de déterminer avec une grande précision la valeur d'un éventuel défaut de soudure admissible.