Construction Métallique

Présentation au sujet: "Construction Métallique"— Transcription de la présentation:

1 Construction Métallique
Les Soudures JMH / soudures

2 Objectif du cours. Être capable de dimensionner un joint soudé selon les règles de l’Eurocode 3 JMH / soudures

3 Plan du cours Principe du soudage Phénomène thermique Procédés
Terminologie Résistance JMH / soudures

4 Les soudures sont : Des assembleurs
Obtenues par fusion localisée de métal JMH / soudures

5 Un opération délicate :
Qualification des soudeurs Nature du matériel utilisé Conditions atmosphériques Équilibre de la totalité de l’effort. JMH / soudures

6 Un défaut est : Mécaniquement très préjudiciable
Non rattrapable à coût faible JMH / soudures

7 Importance de la mise en oeuvre
À intégrer dès la conception Contrôle qualité JMH / soudures

8 Avantage des soudures Étanches Compactes Esthétiques JMH / soudures

9 Principe Continuité de la matière des pièces à assembler : Les bases
Par fusion de l’acier des bases + d’un métal d’apport. Ce n’est pas du collage JMH / soudures

10 Le cordon de soudure JMH / soudures

11 Le métal d’apport Electrode de 3 à 8 mm de f Fusion avec les bases
Passage d’un courrant à forte intensité Arc électrique Fusion avec les bases JMH / soudures

12 Une fusion à 1300 °C Refroidissement Risques Trempe Retrait thermique
Contraintes résiduelles JMH / soudures

13 La trempe (Rappels) Procédé industriel Refroidissement brusque
A l’eau, à l’huile et à l’air On fige une configuration cristalline Grande dureté Grande fragilité JMH / soudures

14 Diffusion de la chaleur
JMH / soudures

15 Conductions thermiques
Eau : 0.6 W/m/°C Acier : 54 W/m/°C Extrême danger de trempe. Pourquoi ? JMH / soudures

16 On a donc : Une diffusion hyper rapide de la chaleur dans les bases.
Deux conséquences : Trempe du cordon Trempe d’une zone voisine du cordon La Zone Affectée Thermiquement ZAT JMH / soudures

17 Le danger : Fragilisation du joint soudé Cordon + ZAT = Joint soudé
JMH / soudures

18 Les trois remèdes Le préchauffage Le Post chauffage La haute intensité
JMH / soudures

19 Le préchauffage Bases à 80°C Quantité de chaleur dans les bases =
Grande masse à 80°C = Quantité de chaleur dans le cordon Faible masse à 1300°C JMH / soudures

20 Post chauffage On continue à alimenter le flux de chaleur qui part vers les bases JMH / soudures

21 Haute intensité électrique
On envoi plus de chaleur que les bases peuvent en évacuer La chaleur met plus longtemps à s’évacuer JMH / soudures

22 Le retrait thermique Il s’opère dans les trois directions de l’espace
Conséquences différentes selon les directions JMH / soudures

23 Le retrait thermique Fig 6.38 JMH / soudures

24 Le retrait longitudinal
Fig 6.39 JMH / soudures

25 Remèdes Précintrage Redressage mécanique Soudure en symétrique
JMH / soudures

26 Retrait transversal Fig 6.40 JMH / soudures

27 Retrait dans l’épaisseur
Petites déformations Mais Contraintes importantes JMH / soudures

28 Contraintes résiduelles
Le retrait thermique du cordon est contrarié par la présence des bases. Traction du cordon Compression des bases JMH / soudures

29 Contraintes résiduelles
Fig 6.41 JMH / soudures

30 Procédés : fonctions à remplir
Apport de métal Fusion Protection chimique Protection thermique JMH / soudures

31 Protection chimique Décomposition de l’hydrogène à haute température
Recomposition au refroidissement Pression locale énorme Amorces de fissures JMH / soudures

32 L’hydrogène est présent :
Vapeur d’eau Eau Graisses Oxydation des bases Nettoyage JMH / soudures

33 Protection Gazeuse Solide JMH / soudures

34 Soudage manuel à l’arc Fig 6.42 JMH / soudures

35 Le laitier Fig 6.43 JMH / soudures

36 Soudage automatique sous flux solide
Fig 6.44 JMH / soudures

37 Soudage automatique sous flux gazeux
Fig 6.45 JMH / soudures

38 Nature des gaz Gaz inerte : procédé MIG Gaz actif : procédé MAG
JMH / soudures

39 Electrode en tungstène
Gaz inerte : procédé TIG Gaz actif : procédé TAG JMH / soudures

40 Position dans l’espace
Fig 6.47 JMH / soudures

41 Géométrie d’assemblage
Fig 6.4 JMH / soudures

42 Résistance d’un cordon d’angle
Deux méthodes (autorisées EC3) Méthode réelle (théorique) Méthode simplifiée JMH / soudures

43 Plan critique Contraintes maxi Sur aires mini Plan critique
JMH / soudures

44 Plan critique Fig 6.48 JMH / soudures

45 Hauteur a = gorge Fig 6.49 JMH / soudures

46 État de contrainte On considère le plan critique
Décomposition du vecteur contrainte : Une contrainte normale s Une contrainte tangent t// Une contrainte tangente t JMH / soudures

47 Décomposition de la contrainte
Fig 6.48 JMH / soudures

48 Critère de Von Misès JMH / soudures

49 Prise en compte de l’acier
On travaille sut fu et non plus sur fy Dispersion plus faible sur fu JMH / soudures

50 Méthode réelle Décomposition de l’effort F en :
Un effort Fs Un effort Ft// Un effort Ft Puis calcul des contraintes en divisant par l’aire aL JMH / soudures

51 On obtient : P 311 JMH / soudures

52 Il faut alors vérifier :
P 311 JMH / soudures

53 Méthode simplifiée Approche expérimentale
Professeurs Beaulieu et Picard JMH / soudures

54 Courbes expérimentales
Fig 6.50 JMH / soudures

55 Principe de la méthode simplifiée.
Cordon latéral résiste le moins. Il n’est soumis qu’à t// = t On considère tout cordon comme un cordon latéral JMH / soudures

56 Le critère de Von Misès s’écrit alors :
3 t ² < fy² On obtient la formulation suivante : P 312 JMH / soudures

57 Résistance FwRD d’un cordon
Gorge a et longueur L JMH / soudures

58 Vérification FSd < FwRd JMH / soudures

59 Remarques La méthode réelle est plus économique
La méthode simplifiée est : Simple/ à la direction de l’effort Manuelle Rapide en APS/APD JMH / soudures

60 Contraintes résiduelles
Calibrage / à des essais Présence de contraintes résiduelles Intégrées de fait dans le calcul JMH / soudures

61 Soudures en bout, bouchon et entaille
Vérification : Soudures d’angle Dispositions constructives Essais préalables JMH / soudures

62 Soudures en bout Fig 6.51 JMH / soudures

63 Soudures en bouchon Fig 6.52 JMH / soudures

64 Soudures en entailles Fig 6.53 JMH / soudures

65 Cordons longs Fig 6.54 JMH / soudures

66 Prédim de la gorge Trop petit (< 3mm) – pas de fusion
Trop gros perforation des bases par fusion Généralement a = 0.5 x tôle la plus mince JMH / soudures

67 Abaque CTICM Fig 6.55 JMH / soudures