Le traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) est un proc\u00e9d\u00e9 destin\u00e9 \u00e0 \u00e9liminer et \u00e0 redistribuer les contraintes r\u00e9siduelles g\u00e9n\u00e9r\u00e9es lors du soudage, tout en induisant des modifications m\u00e9tallurgiques qui am\u00e9liorent la r\u00e9sistance, la ductilit\u00e9 et la t\u00e9nacit\u00e9.<\/p>\n
Le traitement thermique post-soudage (PWHT) peut \u00eatre impos\u00e9 par les normes industrielles pour certains m\u00e9taux utilis\u00e9s dans les \u00e9quipements sous pression ; toutefois, sa n\u00e9cessit\u00e9 doit \u00eatre \u00e9valu\u00e9e avec soin, en tenant compte de son co\u00fbt et de ses effets n\u00e9gatifs potentiels sur les propri\u00e9t\u00e9s du mat\u00e9riau.<\/p>\n
Des contraintes r\u00e9siduelles peuvent appara\u00eetre lors du soudage en raison des gradients de temp\u00e9rature entre le m\u00e9tal d'apport et le mat\u00e9riau de base ; elles peuvent atteindre des niveaux critiques, entra\u00eenant des fissures ou une fissuration par corrosion sous contrainte sur les composants \u00e0 parois \u00e9paisses. La plupart des normes relatives aux r\u00e9cipients sous pression et aux canalisations stipulent qu'un traitement thermique apr\u00e8s soudage (PWHT) doit \u00eatre effectu\u00e9 lorsque les assemblages soud\u00e9s d\u00e9passent certains seuils de limite d'\u00e9lasticit\u00e9 de conception, afin de limiter les risques de rupture fragile.<\/p>\n
Le PWHT est un proc\u00e9d\u00e9 destin\u00e9 \u00e0 \u00e9liminer ou \u00e0 redistribuer les contraintes r\u00e9siduelles et \u00e0 favoriser les effets de recuit, de pr\u00e9cipitation et de vieillissement dans le m\u00e9tal soud\u00e9, ce qui permet en fin de compte d'am\u00e9liorer la t\u00e9nacit\u00e9, la ductilit\u00e9 et la r\u00e9sistance \u00e0 la fissuration par corrosion sous contrainte. Pour garantir l'efficacit\u00e9 du proc\u00e9d\u00e9 PWHT, il est toutefois n\u00e9cessaire d'approfondir la compr\u00e9hension de ses m\u00e9canismes.<\/p>\n
Pour ce faire, l'analyse par \u00e9l\u00e9ments finis (AEF) est utilis\u00e9e pour simuler les champs de contraintes dans des mod\u00e8les d'analyse \u00e0 la fois \u00e9lastiques et \u00e9lastiques-viscoplastiques pour des assemblages soud\u00e9s pr\u00e9sentant diff\u00e9rentes \u00e9paisseurs de paroi. Une approche compl\u00e8te de mod\u00e9lisation du fluage est \u00e9galement mise en \u0153uvre afin de comprendre comment la d\u00e9formation plastique et la contrainte de retour contribuent \u00e0 la dissipation des contraintes r\u00e9siduelles.<\/p>\n
Les r\u00e9sultats indiquent que le traitement thermique post-soudage (PWHT) permet d'obtenir une r\u00e9duction satisfaisante des contraintes r\u00e9siduelles et une am\u00e9lioration des propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux pour une large gamme de mat\u00e9riaux soud\u00e9s, la r\u00e9sistance \u00e0 la traction finale atteignant une valeur proche de celle pr\u00e9vue lors de la conception apr\u00e8s le traitement. Les recherches futures devraient se concentrer sur l'\u00e9tablissement d'une relation temps-temp\u00e9rature-\u00e9paisseur appropri\u00e9e pour les assemblages soud\u00e9s plus \u00e9pais soumis au PWHT, afin de minimiser les risques li\u00e9s \u00e0 la rupture fragile et d'am\u00e9liorer la fiabilit\u00e9 globale de ces assemblages.<\/p>\n
La duret\u00e9 des m\u00e9taux est un indicateur de leur microstructure et peut avoir une incidence consid\u00e9rable sur l'ad\u00e9quation des proc\u00e9d\u00e9s de soudage ou des m\u00e9taux d'apport \u00e0 certaines applications. Si les microstructures excessivement dures ont tendance \u00e0 \u00eatre moins ductiles et moins r\u00e9sistantes que les m\u00e9taux plus tendres, un traitement thermique peut parfois s'av\u00e9rer n\u00e9cessaire afin d'am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques ou de r\u00e9duire la sensibilit\u00e9 \u00e0 la fissuration.<\/p>\n
Le PWHT (traitement thermique \u00e0 chaud apr\u00e8s soudage) est un type de traitement thermique utilis\u00e9 pour \u00e9liminer les contraintes r\u00e9siduelles et am\u00e9liorer la r\u00e9sistance, la ductilit\u00e9 et la t\u00e9nacit\u00e9 des soudures. Les traitements PWHT peuvent \u00e9galement contribuer \u00e0 pr\u00e9venir la formation de fissures dues aux cycles thermiques ou \u00e0 la corrosion sous contrainte ; leur n\u00e9cessit\u00e9 d\u00e9pendra du type de m\u00e9tal, de son \u00e9paisseur et de ses dimensions, ainsi que des param\u00e8tres de soudage et des exigences d'exploitation.<\/p>\n
Les normes stipulent souvent que les mat\u00e9riaux \u00e0 souder ou les assemblages soud\u00e9s d\u00e9passant une certaine \u00e9paisseur doivent subir un traitement thermique apr\u00e8s soudage \u00e0 des fins de protection. En effet, certains m\u00e9taux sont plus sensibles \u00e0 la fissuration par corrosion sous contrainte ou pr\u00e9sentent un risque plus \u00e9lev\u00e9 de d\u00e9faillance des soudures que d\u2019autres, tandis que certains proc\u00e9d\u00e9s de soudage produisent des d\u00e9p\u00f4ts plus durs que d\u2019autres.<\/p>\n
Le soudage peut g\u00e9n\u00e9rer des contraintes r\u00e9siduelles qui, combin\u00e9es aux contraintes de charge, compromettent la t\u00e9nacit\u00e9 du mat\u00e9riau. Un processus contr\u00f4l\u00e9 de chauffage et de refroidissement, appel\u00e9 PWHT, peut contribuer \u00e0 am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques, \u00e0 \u00e9liminer les contraintes r\u00e9siduelles et \u00e0 augmenter la r\u00e9sistance et la duret\u00e9 des assemblages soud\u00e9s ; sa n\u00e9cessit\u00e9 d\u00e9pend de plusieurs facteurs, notamment les param\u00e8tres de soudage et les exigences d'exploitation ; une analyse en m\u00e9canique de la rupture, utilisant des niveaux de contrainte et des tailles de d\u00e9fauts suppos\u00e9s, peut aider \u00e0 d\u00e9terminer si le PWHT est n\u00e9cessaire.<\/p>\n
Un mod\u00e8le simple a \u00e9t\u00e9 mis au point pour calculer la t\u00e9nacit\u00e9 minimale requise pour des mat\u00e9riaux et des \u00e9paisseurs de section sp\u00e9cifiques. Les exigences en mati\u00e8re de t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 la rupture (K mat) ont ensuite \u00e9t\u00e9 estim\u00e9es pour deux probabilit\u00e9s de rupture diff\u00e9rentes, P f = 0,05 et P f = 0,5, \u00e0 l'aide de la courbe ma\u00eetre de l'annexe J de la norme BS 7910, qui \u00e9tablit une corr\u00e9lation entre la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 la rupture et l'\u00e9nergie de Charpy.<\/p>\n
Comme le montrent les figures ci-dessous, les r\u00e9sultats de notre analyse r\u00e9v\u00e8lent que m\u00eame une baisse relativement faible de la temp\u00e9rature de PWHT peut r\u00e9duire consid\u00e9rablement les exigences minimales estim\u00e9es pour le mat K. Cela s\u2019explique probablement par l\u2019effet du PWHT, qui r\u00e9duit la contrainte au niveau de la pointe de la fissure et favorise la propagation de celle-ci par d\u00e9chirure ductile ; de plus, les r\u00e9sultats d\u00e9montrent que le PWHT peut \u00e9galement am\u00e9liorer consid\u00e9rablement la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 l\u2019impact des \u00e9chantillons soud\u00e9s au laser en leur redonnant leur mode de rupture fragile d\u2019origine, avec des motifs en forme de rivi\u00e8re observ\u00e9s sur les \u00e9chantillons non trait\u00e9s.<\/p>\n
La ductilit\u00e9 d\u00e9signe la capacit\u00e9 d'un mat\u00e9riau \u00e0 subir une d\u00e9formation plastique avant de se fissurer sous l'effet d'une contrainte, par opposition \u00e0 la d\u00e9formation \u00e9lastique qui s'inverse d\u00e8s que la contrainte dispara\u00eet. La ductilit\u00e9 est un facteur essentiel lors de la conception de composants, car elle indique le niveau de d\u00e9formation qu'un composant peut supporter avant de c\u00e9der ; une ductilit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e implique un risque accru de d\u00e9formation sous des charges extr\u00eames.<\/p>\n
La ductilit\u00e9 des mat\u00e9riaux d\u00e9pend fortement de leur composition chimique, de leur structure cristalline et de la temp\u00e9rature \u00e0 laquelle ils sont soumis aux essais. Les m\u00e9taux ont tendance \u00e0 pr\u00e9senter une plus grande ductilit\u00e9, car leurs liaisons m\u00e9talliques permettent aux \u00e9lectrons de la couche de valence d\u2019\u00eatre partag\u00e9s entre plusieurs atomes, ce qui permet aux atomes m\u00e9talliques de se d\u00e9placer facilement les uns par rapport aux autres tout en absorbant les forces qui provoqueraient la fragmentation d\u2019autres mat\u00e9riaux.<\/p>\n
Bien qu\u2019\u00e9troitement li\u00e9es \u00e0 la mall\u00e9abilit\u00e9, la ductilit\u00e9 et la mall\u00e9abilit\u00e9 restent des propri\u00e9t\u00e9s distinctes. La ductilit\u00e9 d\u00e9signe la capacit\u00e9 d\u2019un m\u00e9tal \u00e0 r\u00e9sister \u00e0 des forces de traction, tandis que la mall\u00e9abilit\u00e9 fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 sa capacit\u00e9 \u00e0 supporter les contraintes de compression provoqu\u00e9es par le martelage ou le pressage. Ces deux propri\u00e9t\u00e9s doivent \u00eatre prises en compte lors du choix des mat\u00e9riaux pour des applications sp\u00e9cifiques ; les mat\u00e9riaux \u00e0 haute ductilit\u00e9, comme l'or, ne peuvent \u00eatre \u00e9tir\u00e9s que jusqu'\u00e0 la rupture, tandis que les mat\u00e9riaux \u00e0 faible ductilit\u00e9, comme le cuivre, ne peuvent \u00eatre \u00e9tir\u00e9s qu'\u00e0 des \u00e9paisseurs tr\u00e8s faibles avant de se rompre sous l'effort.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Le traitement thermique post-soudure (PWHT) est un processus con\u00e7u pour soulager et redistribuer les contraintes r\u00e9siduelles g\u00e9n\u00e9r\u00e9es pendant le soudage, tout en produisant des changements m\u00e9tallurgiques qui augmentent la r\u00e9sistance, la ductilit\u00e9 et la t\u00e9nacit\u00e9. Le traitement thermique post-soudure peut \u00eatre impos\u00e9 par les codes industriels pour certains m\u00e9taux utilis\u00e9s dans les \u00e9quipements sous pression ; toutefois, sa n\u00e9cessit\u00e9 doit \u00eatre soigneusement \u00e9valu\u00e9e par rapport \u00e0 son co\u00fbt et \u00e0 sa ... <\/p>\n