Post-chauffage après soudage

Le post-chauffage après le soudage permet d'améliorer l'intégrité structurelle en augmentant rapidement les températures avant de les laisser chuter rapidement, ce qui permet de soulager les contraintes résiduelles, d'éviter les déformations et de favoriser une meilleure ductilité.

Le traitement thermique post-soudure (PWHT) fait partie intégrante des processus de fabrication et permet de réduire les contraintes résiduelles à des niveaux inférieurs à la limite d'élasticité du matériau.

Soulagement du stress

Le soudage expose les matériaux à des températures élevées et provoque des changements microstructuraux qui introduisent des contraintes résiduelles dans les matériaux. Si elles ne sont pas traitées, ces contraintes peuvent devenir dommageables et conduire à des déformations ou à des défaillances structurelles ; l'un des moyens de les atténuer est de post-chauffer la zone de soudure, explique M. Smith.

Le chauffage peut être effectué à l'aide d'un four, d'éléments chauffants à résistance électrique ou d'un équipement à induction et doit rester supérieur à la température de transformation inférieure du matériau. Le chauffage doit être uniforme pour garantir un résultat idéal.

Le traitement thermique après soudage permet d'empêcher l'hydrogène de se diffuser dans la soudure et de le faire plus lentement, ce qui réduit les contraintes de retrait et laisse le temps à l'hydrogène de se dissiper, diminuant ainsi le risque de fissuration sous le cordon. Le traitement thermique après soudage permet également de normaliser les structures soudées afin d'améliorer leur résistance et leur ténacité dans les environnements marins ou les conditions climatiques extrêmes. Le traitement thermique après soudage est particulièrement utile lorsque les structures soudées sont exposées à des conditions environnementales difficiles telles que les environnements marins ou les conditions climatiques extrêmes.

Normalisation

La normalisation ramène le matériau soudé à son état naturel en éliminant les contraintes internes et les structures granulaires irrégulières causées par les processus de fabrication antérieurs. Cela réduit la fragilité de la soudure tout en augmentant la ténacité et la résistance ; en outre, ce processus améliore l'usinabilité, ce qui permet d'obtenir un matériau plus facile à travailler.

Ce processus peut impliquer l'utilisation de brûleurs à gaz, de flammes oxygaz, de couvertures électriques, de bobines d'induction ou de fours pour obtenir des résultats optimaux. Les températures de chauffage, les périodes de trempage et les vitesses de refroidissement doivent être gérées avec soin, car des températures inégales peuvent entraîner des niveaux de contraintes résiduelles plus élevés, des distorsions ou des changements métallurgiques indésirables.

Les codes de l'industrie, tels que les codes ASME pour les appareils à pression et les tuyauteries, exigent le PWHT pour les soudures d'une certaine épaisseur. Le PWHT est une technique efficace qui prévient la fissuration induite par l'hydrogène dans la zone de soudure afin d'en prolonger la durée de vie, tout en prévenant simultanément la fissuration à froid dans les tuyaux. En outre, le PWHT peut être utilisé sur des matériaux formés par d'autres procédés (par exemple le formage).

Trempe

Le revenu est souvent nécessaire pour réduire les contraintes internes et la dureté induites par les températures élevées dans les zones de soudure, qui pourraient sinon entraîner des distorsions lors de l'usinage ou même des défaillances dues à la pression.

Les méthodes de traitement thermique après soudage consistent généralement à chauffer le métal à une température élevée et à le maintenir à cette température pendant une durée prédéterminée, ce qui permet aux atomes d'hydrogène piégés de s'échapper, empêchant ainsi la fragilisation et la corrosion dans leur intégralité.

Les applications critiques nécessitent des techniques avancées de PWHT pour un contrôle thermique précis. Il peut s'agir de systèmes de chauffage contrôlables auxquels sont attachés des thermocouples à des fins de surveillance ou de chauffage par induction, utilisant des bobines de fils de résistance électrique entourant le métal à traiter, alimentées par un courant alternatif qui induit des champs magnétiques provoquant la formation de courants de Foucault à l'intérieur du métal - ce qui offre une précision bien supérieure à celle des brûleurs à gaz ou à huile traditionnels utilisés avec les techniques traditionnelles de PWHT.

Recuit

Chez Weldcrafters, nous utilisons diverses techniques de recuit, telles que le recuit de mise en solution et la normalisation, pour accroître la résistance et la durabilité des soudures. Le revenu est également utilisé pour s'assurer que les soudures résistent aux contraintes répétées, aux vibrations et aux impacts sans se fissurer sous l'effet des contraintes répétées.

Le contrôle des températures de préchauffage, d'interpassage et de détente permet d'atténuer les chocs thermiques en empêchant l'échauffement localisé des matériaux dans les différentes zones de température. Cela réduit considérablement la possibilité de créer de nouvelles contraintes ou distorsions dans les zones affectées par la chaleur, tout en maintenant l'intégrité structurelle tout au long de la soudure.

Un traitement thermique post-soudure approprié réduit la fragilisation par l'hydrogène, qui est responsable de la fissuration des matériaux épais et à haute résistance. Pour atteindre cet objectif, on utilise des techniques telles que l'étuvage à l'hydrogène, qui élimine les atomes d'hydrogène du matériau de surface afin qu'ils ne puissent pas se diffuser dans la soudure et provoquer des fissures ou des dommages. Nous utilisons généralement une source de chaleur à induction qui chauffe les matériaux rapidement et avec précision par rapport aux brûleurs ou aux résistances chauffantes.