1、- AFNL NF A3b-000 79 D LO12372 O006478 352 D FASCICULE DE DOCUMENTATION SI NF PRODUITS SIDERURGIQUES R ECOMMAN DATIONS SUR LAPTITUDE AU SOUDAGE DES ACIERS DE CONSTRUCTION METALLIQUE ET POUR CHAUDIERES ET APPAREILS A PRESSION A 36-000 Juin i979 W CL 3 W z I- O 0 o s: 4 n L m 3 .- U. U a A VANT-PR OPO
2、S Ce document, tabli par le Bureau de Normalisation de la Sidrurgie avec le concours de IIRSID et de ilnstitut de Soudure, est le rsultat des rflexions mises au sein de la Commission dAgrment des Aciers Soudables. SOMMAIRE 1 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3 4 4.1 4.2 5 OBJET PRINCIPES DE BASE SOUDABILITE LOC
3、ALE SOUDABILITE GLOBALE DETERMINATION PRATIQUE DES DOMAINES DE SOUDABILIT DETERMINATION DU DOMAINE DE SOUDABILITE METALLURGIQUE DETERMINATION DES CONDITIONS DE SOUDAGE EN FONCTION DES FACTEURS O PE RATOI RES REPRESENTATION SIMPLIFIEE NERGIE DE SOUDAGE . ENERGIE NOM I NALE . ENERGIE EQUIVALENTE PROCD
4、URES DE CONTROLE . Page 2 2 2 3 6 6 6 6 8 8 8 8 OAFNOR 1979 Droits de reproduction et de traduction rservs pour tous pays Afnor 79165 NF A 36-000 ler Tirage 79-06 Recommendations concerning the weldability of structural steel and of boiler and pressure vessels steel Schweissbarkeit - Schweisseignung
5、 der Metalbaudampkessel- und Druckbehltersthle AFNL NF A3b-000 79 m LO12372 0006479 299 m NF A 36-000 -2- 1 OBJET Ce fascicule a pour objet de dfinir les principes dune mthode permettant de dterminer les domaines daptitude au soudage des aciers pour construction mtallique et chaudires et appareils p
6、ression partirdessaisde soudabilit telsque les essaisdimplantsou les mesures de duret sous cordon. Ces principes sont essentiellement valables pour les aciers du type C - Mn - Si avec ou sans lments dits dispersodes jusqu la nuance E 460 exclue (*). 2 PRINCIPES DE BASE La coudabilit des aciers est u
7、ne proprit particulire en ce sens quelle met en jeu non seulement le mtal souder, mais encore les produits dapport qui peuvent tre de qualits diverses en ce qui concerne notamment leur teneur en hydrogne. Ces facteurs influent sparment ou en combinaison sur la formation et lapparition de fissuration
8、 froid qui est cause par un ensemble de trois facteurs : - teneur en hydrogne dans le mtal dpos, - structure mtallurgique de la zone affecte thermiquement, - concentration des contraintes. On peut cependant distinguer deux aspects essentiels de cette proprit. 2.1 SOUDABI LIT LOCALE Elle est intimeme
9、nt lie la nature du mtal de base. A partir dessais de laboratoires conduits dans des conditions reproductibles il a t montr que les conditions de fissuration froid taient essentiellement lies la quantit de martensite forme dans les zones affectes par la chaleur au cours du soudage. On a notamment co
10、nclu la suitede cesessaisquune teneur en martensite infrieure 80 % conduisait une scurit relative vis-vis des risques de fissu- ration froid. Ceci amne donc viter des conditions de soudage conduisant des teneurs en martensite suprieures 80 %. Pour traduire cette proccupation sur le plan pratique il
11、serait souhaitable de connatre de faon quantitative la relation entre la quantit et la nature des constituantsformsdans la ZAC dune part et les paramtres thermiques du soudage dautre part. II est plus simple en fait de faire alors appel la courbe duret-paramtre de refroidissement dont un exemple-typ
12、e est donn figure 1. Par ailleurs le paramtre de refroidissement peut tre lui-mme reli aux conditions opratoires du soudage par lintermdiaire de labaque prsent la figure 2. II sagit donc destimer la duret correspondant une structure contenant 80 % de martensite et 20 % de constituants rsiduels de ty
13、pe bainitique. Selon la loi des mlanges cette duret critique est alors dfinie par : Hvc = 0,8 HvM + 0.2 HVB (“1 Notamment ceux diinis par les normes NF A 35-50 NF A 36-207. (1 1 , NF A 36-20 NF A 36-205 e AFN1 NF A3b-000 79 H 1012372 OOObi180 TOO -3- NF A 36-000 La duret des constituants bainitiques
14、 est difficile dfinir, mais on peut admettre sans risque majeur derreur que pour les aciers considrs on a : Hvc 0,85 HVM Cette duret critique reprsente donc la duret quil sera dconseill de dpasser en ZAC sous peine de risques de fissuration lis la nature mme de lacier. Lutilisation de la courbe dure
15、t-paramtre de refroidissement permet, connaissant cette duret critique, dobtenir par rappel graphique le paramtre de refroidissement minimal que lon pourra accepter. Dautre part la duret critique telle que dfinie ici est facile calculer puisque la duret maximale (martensitique) est en excellente cor
16、rlation avec la teneur en carbone du mtal par la formule : = 283 + 930%C (3) “M do lon tire Hvc = 240 + 790 % C (4) On considre donc que les conditions de soudage conduisant des durets suprieures cette limite font partie dun domaine interdit dont on verra plus loin lexpression graphique. II faut enf
17、in noter que les essais de laboratoire effectus, notamment par la mthode des implants, permettent destimer que les conditions de soudage ainsi dfinies conduisent une bonne scurit dassemblage si du moins on utilise des lectrodes du type BH - NF A 81-309 ak correctement sches (350-400 OC, 1 h) dans de
18、s conditions de bridage normales (absence dautobridage notamment). a NEA $1-3140 2.2 SOUDABILIT GLOBALE Pour des raisons soit conomiques soit de construction certains types dlectrodes parti- culiers peuvent tre imposs. Par ailleurs un bridage inconnu ou particulirement svre conduira sassurer du maxi
19、mum de scurit. Dans ce cas on doit non seulement se situer en dehors du domaine interdit dfini prc- demment, mais encore faire appel des essais de fissuration sur implants pour mieux dfinir les conditions opratoires (*). Les conditions de ralisation de ces essais sont dfinies dans la norme NF A 81-4
20、50; ils doivent obligatoirement tre effectus soit avec le type dlectrode utilis dans la construction soit avec des types (ou des prparations) dlectrodes permettant dencadrer llectrode utilise sur le plan de la quantit dhydrogne introduite. Les essais sur implant permettent, sils sont en nombre suffi
21、sant, de dfinir une courbe de fissuration du type illustr sur la figure 1. On peut secontenter cependant de raliser les essais des niveaux de contraintes conventionnels, par exemple limite dlasticit garantie du mtal de base (Re) et la moiti de la limite dlasticit (1 /2 Re). On dtermine donc soit dir
22、ectement soit par interpolation pour ces valeurs de contraintes les conditions de fissuration reprsentatives de llectrode prvue pour la construction. On cherche alors viser des conditions de soudage conduisant un paramtre de refroidissement suprieur celui pour lequel la contrainte de fissuration est
23、 gale la limite dlasticit. (“1 Un certain nombre de courbes dimplants sont donnes dans ia Eq kJ / cm Figure 3 bis AFNL NF A36-000 79 LOL2372 0006485 592 D NF A 30-000 -8- 4 NERGIE DE SOUDAGE Labaque ainsi obtenu fait appel la notion dnergie quivalente. Celle-ci peut tre dtermine partir des paramtres
24、 de soudage de la facon suivante : 4. I ENERGIE NOMINALE Lnergie nominale est celle effectivement utilise pour effectuer le soudage cest-dire fournie au niveau de larc ; elle sexprime en kilojoules par centimtre de cordon dpos. 60 U (volt) X I (ampre) En (kJ/cm) = 1 O00 v(cm/min) U et I tant respect
25、ivement la tension et lintensit de soudage et v la vitesse de dpt du cordon. Lorsquon ne peut utiliser cette formule le tableau 1 permet destimer lnergie nominale partir du diamtre de llectrode et de la longueur du cordon dpos pour 10 cm dlectrode consomme. 4.2 ENERGIE EQUIVALENTE Lnergie quivalente
26、 rsulte dune correction de lnergie nominale en fonction de la gomtrie du joint soud ; elle sexprime par : Eq = k X En, la valeur de k tant donne dans le tableau 2 pour certaines configurations de soudage et de cha.nfrein les plus courantes. 5 PROCDURES DE CONTROLE Dans le cas des aciers E 36 ou A 52
27、 et des aciers haute limitedlasticit un contrle de la valeur de la duret sous cordon peut tre effectu. Cette duret devra tre mesure suivant les prescriptions de la norme NF A 81 -460 (*). Dans le cas o la duret maximale sous cordon ainsi dtermine doit servir comme critre de choix des conditions de s
28、oudage, sa valeur doit tre telle que : H, Q 240 i- 790 % C C tant la teneur en carbone effective du produit correspondant une analyse moyenne dans lpaisseur du matriau. Ces indications ne sont valables que dans le cas de procdures de soudage faisant appel des lectrodes basiques correctement sches au
29、 pralable et conserves dans de bonnes conditions (lectrodes H ou BH de la NF A 81-3 ils sont conservatifs pour les paisseurs infrieures. de chanfrein Chanfrein en Y Chanfrein en V Chanfrein en X _ - 1 k k k 600 0.60 1.50 0,75 7 50 0.63 1.72 0,85 98 0,67 2 1 105O O, 70 2.38 1.20 AFNL NF A3b-000 79 10
30、12372 0197929 218 PRODUITS SIDERURGIQUES RECOMMANDATIONS SUR LAPTITUDE AU SOUDAGE DES ACIERS DE CONSTRUCTION MTALLIQUE ET POUR CHAUDIRES ET APPAREILS PRESSION FASCICULE DE DOCUMENTATION NF A 36-000 Juin 1979 ERRATUM AU ler TIRAGE DE LA NORME NFA 36-000 (JUIN 1979) Page 3 paragraphe 2.1 et page 6 par
31、agraphe 3.2 Lire NF A 81-309 et NF A 81-340, au lieu de NF A 81-305. Page 6, renvoi (“1 Lire le renvoi comme suit : e Un certain nombre de courbes (95) sont donnes dans le recueil a Courbes duret-paramtre de refroidissement en condition de soudage * tabli par IIRSID et dit et distribu par le CPS-1,
32、rue Paul Czanne, Paris 8e. TAI. 359-99-60 Page 8, paragraphe 4.4 60 U (volt) X I (ampre) 1 O00 v (cmlmin) Lire : E, (kJ/cm) = Page 8, chapitre 5, dernire page Lire NF A 81 -309 et NF A 81-340, au lieu de NF A 81-309. )AFNOR isao Droits de reproduction et de traduction rservs pour tous pays Afnor 80003 Janvier 1980
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