Post-soudage Traitement thermique

Le post-chauffage après soudage consiste à chauffer le matériau à des températures différentes de celles du préchauffage initial, afin d'empêcher qu'il ne refroidisse trop rapidement et ne subisse des contraintes internes ou des modifications métallurgiques indésirables.

Le PWHT réduit les contraintes résiduelles de traction à environ 30% de la limite d'élasticité du métal de soudure, ce qui contribue à prévenir le risque de rupture fragile et permet d'obtenir plus facilement d'excellentes propriétés mécaniques.

Soulagement du stress

Le traitement thermique post-soudage peut être appliqué à n'importe quelle nuance d'acier afin d'atténuer les contraintes internes susceptibles d'entraîner une déformation ou une rupture prématurée de la soudure, en chauffant la pièce à une température précise pendant une durée réglable en fonction de son type de matériau et de son épaisseur.

Les techniques de détente, telles que le traitement thermique à l'hydrogène et le préchauffage, nécessitent l'utilisation d'un four de préchauffage ; le préchauffage peut s'avérer nécessaire lors du travail des aciers au carbone et des aciers fortement alliés, ainsi que des matériaux de plus grande épaisseur.

Pour obtenir des résultats optimaux, les fours de préchauffage doivent être équipés de thermocouples permettant de surveiller avec précision les vitesses de chauffage et de refroidissement, afin de réduire les chocs thermiques, de permettre aux zones de soudure d’atteindre plus rapidement leurs températures cibles et d’empêcher l’oxydation, le retrempe, la surchauffe ou la fragilisation par l’hydrogène dans la zone de soudure. Pour ce faire, il faut prévenir les chocs thermiques afin de permettre aux zones de soudure d’atteindre et de maintenir leurs températures cibles sans subir de choc thermique, éliminant ainsi les chocs thermiques ainsi que la surchauffe qui pourrait entraîner une fragilisation par l’hydrogène due à l’oxydation des zones de soudure surchauffées, un retempérage dans les zones de soudure ainsi que la surchauffe des zones de soudure due à des vitesses de chauffage inégales entre les zones ; cette méthode permet d’éviter les chocs thermiques tout en atteignant et en maintenant les températures cibles sans subir de choc thermique, ce qui empêche l’oxydation de la zone de soudure tout en maintenant les températures cibles sans surchauffe due à la fragilisation par l’hydrogène résultant des fluctuations de température de la zone de soudure, qui entraîneraient une réduction de la résistance et de la dureté due à la diminution de la résistance/dureté du métal, ainsi qu’à la ré-recuit ou recuit/recuit/recuit qui réduisent la résistance/dureté dans la zone de soudure en raison de l’oxydation ou du recuit de celle-ci, réduire la diminution de la résistance et de la dureté dans la zone de soudure grâce au contrôle de la température en atteignant la température cible sans surchauffe, afin d’éviter le risque de fragilisation par l’hydrogène induite par la surchauffe, et ainsi garantir une zone de soudure qui pourrait entraîner une diminution de la résistance et de la dureté du métal, la perte de dureté due à la surchauffe ou au recuit, ou la perte de résistance due aux zones de soudure, en maintenant la zone de soudure à sa température cible ; la diminution de la corrosion ou de la surchauffe de la zone de soudure, qui pourrait entraîner une perte de résistance ou de dureté, ou une perte de dureté due à une plus grande vulnérabilité à la fragilisation par l’hydrogène résultant d’une surchauffe ou d’undévitisation/recalibrage/réduction ou perte due à la surchauffe, réduisant ainsi la perte de résistance/dureté ou les dommages dus à la surchauffe/dureté/dureté réduisant la résistance/dureté ou la perte due à la surchauffe/fragilisation par l’hydrogène, ce qui réduit les pertes de résistance/dureté lorsque cela est nécessaire après la perte de chaleur due à la surchauffe réduite dans la zone de soudure, la fragilisation par l’hydrogène/réduisant la zone de soudure qui en résulte.

Normalisation

La normalisation des profilés après traitement thermique constitue un moyen efficace d'atténuer les contraintes internes, de rétablir leur microstructure à son état naturel, d'améliorer leurs propriétés mécaniques et de réduire l'anisotropie causée par un chauffage non uniforme lors du soudage ou d'autres procédés, de faciliter le formage ou la fabrication, de réduire les déformations ou les fissures pendant ou après l'usinage, et de garantir la cohérence des propriétés d'un lot à l'autre.

À l'instar du recuit, la normalisation consiste à chauffer lentement et avec précaution les pièces soudées au-delà de leur température de recristallisation afin de libérer les contraintes internes, avant de les refroidir progressivement à l'air ou à l'eau. La normalisation diffère du recuit en ce que son refroidissement s'effectue plus rapidement, ce qui donne un métal final moins ductile qu'avec un procédé de recuit ; cela fait de la normalisation un procédé essentiel pour garantir la résistance et la fiabilité des composants critiques tels que les éléments de structure.

Recuit

Le recuit réduit les contraintes internes et élimine les fractures fragiles dans les pièces soudées, ce qui augmente la ductilité et améliore l'aptitude à la fabrication du matériau.

La méthode utilisée pour la recristallisation contrôlée des métaux consiste à chauffer des pièces ou un assemblage complet à des températures supérieures au point de recristallisation, puis à les laisser refroidir progressivement. Les spécialistes fournissent des recommandations sur les températures et les temps de maintien adaptés à chaque type d'acier.

Diverses techniques de préchauffage peuvent être utilisées, telles que les brûleurs à gaz, les flammes oxy-gaz, les couvertures électriques ou le chauffage par induction ; il est essentiel que la répartition de la chaleur soit uniforme sur toute la zone concernée afin d’éviter un échauffement intense et non uniforme qui ralentirait les vitesses de refroidissement ou provoquerait des modifications métallurgiques indésirables du métal de base – ce qui pourrait entraîner des fissures thermiques, des déformations ou une défaillance de la soudure. Il est conseillé d'utiliser des technologies de surveillance de la température afin de s'assurer que les zones de soudure bénéficient d'une durée de chauffage appropriée et d'une chaleur uniforme ; cela peut notamment passer par l'utilisation de caméras infrarouges ou de thermocouples, par exemple.

Trempe

Le traitement thermique post-soudage par chauffage par dilatation permet de réduire efficacement les contraintes résiduelles et de renforcer l’intégrité des composants soudés. En chauffant soigneusement les métaux à des températures contrôlées, le chauffage par dilatation permet au matériau environnant de se dilater autour de la soudure, ce qui soulage les contraintes internes tout en protégeant celle-ci contre les déformations ou les défaillances sous pression.

Le réchauffage peut réduire le risque de fissuration induite par l'hydrogène (HIC), qui survient lorsque des concentrations élevées d'hydrogène ambiant pénètrent dans une soudure et provoquent des fissures. Après le soudage, dès que la soudure a refroidi à une température appropriée, elle doit être réchauffée pendant un certain temps afin de libérer les atomes d'hydrogène piégés au cœur de la soudure et de les laisser se diffuser vers l'extérieur, réduisant ainsi les risques de fissuration induite par l'hydrogène (HIC).

Le PWHT permet non seulement de réduire et de redistribuer les contraintes résiduelles, mais il peut également favoriser les effets de recuit ou de vieillissement afin d'améliorer la ductilité et la résistance des soudures, à condition d'être réalisé correctement, avec des températures et des durées spécifiquement adaptées aux matériaux traités. Toutefois, ces avantages ne se concrétisent que si le traitement est effectué conformément aux procédures appropriées, en respectant les durées et les températures requises.