vignette|300x300px| Joint soudé mal exécuté (pénétration incomplète, surface et largeur de joint inégales, éclaboussures de métal, caniveaux...) Défauts des joints soudés () décrivent tout écart par rapport aux paramètres des joints lors du soudage spécifiés par les documents normatifs (DMOS et QMOS), résultant de la violation des exigences relatives aux matériaux de soudage, à la préparation, à l'assemblage et au soudage des pièces, au traitement thermique et aux procédé de fabrication mécanique des joints soudés et de la construction dans son ensemble.

Les principales raisons Selon l'American Society of Mechanical Engineers (ASME), les causes des défauts de soudage sont réparties comme suit :

45 % — erreurs dans le choix de la technologie de soudage, 32 % — erreurs du soudeur, 12 % — dysfonctionnement ou mauvais réglage du matériel de soudage (poste à souder), 10 % — mauvais choix des matériaux de soudage, 1 % — autre .

Classification des défauts par caractéristiques géométriques La classification des défauts est décrite par la norme internationale ISO 6520.

Les défauts qui surviennent lors de la formation des joints soudés sont divisés en six groupes :

Fissures (code : 100) — discontinuité provoquée par une rupture locale du joint, qui peut survenir à la suite d'un refroidissement ou d'une exposition à des charges. Cavités ou Pores (code : 200) — une discontinuité de forme arbitraire, formée par des gaz piégés dans du métal en fusion, qui n'a pas de coins (bulles solidifiés de formes diverses, incluses ou apparentes). Inclusions solides (code : 300) — substances étrangères solides, métalliques ou non métalliques, présentes dans le métal fondu. Les inclusions qui ont au moins un coin pointu sont appelées inclusions à angle vif. Manque de fusion et de pénétration (code : 400) — forme imparfaite des faces externes de la soudure ou forme géométrique imparfaite du joint. Forme défectueuse (code : 500) — écart de la forme des surfaces externes de la soudure ou de la géométrie de la connexion par rapport à la valeur établie. Les autres défauts (code : 600) — ce sont tous les défauts qui ne peuvent être attribués à l'un des groupes énumérés ci-dessus.

Défauts de fissures vignette|300x300px| Les différentes zones d'un cordon de soudure :Métal commun - gris clairZone thermiquement affectée (sigle ZTA) - grisMétal soudé (métal ayant fondu)- gris foncé vignette|305x305px| Variantes de localisation des fissures dans un joint soudé Les fissures qui apparaissent dans les joints soudés peuvent se produire dans le métal soudé, dans la zone affectée par la chaleur (ZTA) et dans le métal de base.

Classification des fissures par emplacement centré|vignette|624x624px|Différentes localisation possible des fissures L'ISO:6520-1-2007 distingue séparément les types de fissures suivants :

microfissure (code : 1001) — visible seulement au microscope; fissure longitudinale (code : 101) — fissure sensiblement parallèle à l'axe de la soudure. Elles sont principalement provoqués par des contraintes mécaniques de retrait élevées. Elles peuvent se situer : dans le métal fondu (code : 1011); dans la zone de liaison (code : 1012); dans la zone thermiquement affectée (ZTA) (code : 1013); dans le matériau de base (code : 1014); fissure transversale (code : 102) — sensiblement transversale à l'axe de la soudure. Habituellement, elles se forment à la suite du retrait longitudinal d'un métal à faible plasticité et ne sont généralement pas profonds. Elles peuvent se situer : dans le métal fondu (code : 1021); dans la zone thermiquement affectée (ZTA) (code : 1023); dans le matériau de base (code : 1024); fissures rayonnantes (code : 103) — groupe de fissures issues d'un même point. Elles peuvent se situer : dans le métal fondu (code : 1031); dans la zone thermiquement affectée (ZTA) (code : 1033); dans le matériau de base (code : 1034); fissures de cratère (code : 104) — située dans un cratère de fin de cordon et qui peut être : longitudinale (code : 1045); transversale (code : 1046); rayonnante (code : 1047); réseau de fissures marbrées (code : 105) — groupe de fissures séparées, d'orientation quelconque. Il peut se situer: dans le métal fondu (code : 1051); dans la zone thermiquement affectée (ZTA) (code : 1053); dans le matériau de base (code : 1054); fissure ramifiée (code : 106)) — ensemble de fissures reliées entre elles, issues d'une même fissure, et qui sont à distinguer d'un réseau de fissures marbrées (105) et de fissures rayonnantes (103) : dans le métal fondu (code : 1061); dans la zone thermiquement affectée (ZTA) (code : 1063); dans le matériau de base (code : 1064).

Classification des fissures selon le mécanisme de formation

Ce sont des fractures inter-cristalline locale du métal des joints soudés sous forme de fissures apparaissant dans le cordon ou la zone de joint sous l'action de ses propres contraintes mécaniques résiduelles provoquées par le soudage.

Les principales raisons de la tendance à l'apparition de fissures à froid sont :

la tendance naturelle de la structure métallique, par exemple martensitique ou perlitique, à se fissurer ; la présence d'hydrogène dans la structure métallique ( fragilisation par l'hydrogène ) ; une plage de température de fonctionnement importante (de à ) de la connexion ; haute rigidité de la conception de la connexion ; erreurs dans le choix de la technologie de soudage.

Ce sont des fractures inter-cristallines fragiles dans la zone du métal ayant fondu et dans la zone de jointure (ZTA proche du cordon). Elles se produisent à l’état solide-liquide pendant le processus de cristallisation et à des températures élevées à l’état solide. Elles sont situés aux limites des grains.

Les fissures à chaud sont principalement dues à l'action de deux facteurs :

la présence de couches liquides entre les grains métalliques lors du processus de cristallisation, les déformations par retrait.

Pendant le processus de durcissement, les impuretés et les scories se déplacent dans les espaces intergranulaires, ce qui réduit la capacité de déformation du joint et de la zone de joint. Le retrait inégal du joint et du métal de base lors du refroidissement provoque des contraintes internes et, par conséquent, l'apparition de fissures micro et macroscopiques.

Méthodes de lutte contre la formation de fissures Les méthodes permettant de réduire la formation de fissures lors du soudage sont :

calcination des flux avant soudage ; préchauffage des pièces a souder entre ; soudage en mode avec des paramètres optimaux; refroidissement lent du métal après soudage; réaliser un recuit doux après soudage afin d'éliminer les contraintes résiduelles.

Pour réduire l'apparition de fissures à froid, diverses méthodes technologiques sont utilisées, par exemple le soudage avec cordon intermittent, le soudage multi-passes, etc..

Différentes stratégie sont mis en œuvre pour lutter contre ce type de défaut. Par exemple :

réduction du volume d'impuretés provocants ces fissures (soufre, phosphore, etc.) dans le métal des pièces à souder ; réduction dans le métal fondu des éléments qui forment des composés chimiques à basse température de solidification (chrome, molybdène, vanadium, tungstène, titane), qui rompent la liaison entre grains ; réduction de la rigidité de fixation des pièces soudées et de la rigidité structurelle de l'assemblage soudé, qui résistent à la déformation des éléments lors du refroidissement.

Défauts de cavités

Classement L’apparition de cavités lors du soudage est principalement provoquée par les gaz emprisonnés dans le métal en fusion. Selon leur localisation, ils peuvent être divisés en :

soufflures (code : 201): soufflures sphéroïdales (code : 2011) ; soufflures sphéroïdales uniformément réparties (code : 2012) (mais non alignés); nid de soufflures (code : 2013) — un groupe de bulle de gaz (trois ou plus), placées en tas avec une distance entre elles inférieure aux trois dimensions maximales de la plus grande cavité ; soufflures alignées (code : 2014) — un certain nombre de pores de gaz disposés en ligne, généralement parallèle à l'axe de la soudure — une couture avec une distance entre eux inférieure aux trois dimensions maximales du plus grand des pores. soufflure allongée (code : 2015) — une discontinuité étendue le long de l'axe de la soudure. La longueur de la discontinuité n'est pas inférieure à deux fois la hauteur ; soufflure vermiculaire (code : 2016) — une cavité tubulaire dans le métal fondu provoquée par un dégagement de gaz. La forme et la position de la fistule sont déterminées par le mode de guérison et la source de gaz. Habituellement, les fistules sont regroupées en grappes et distribuées selon un motif à chevrons ; piqûre ou pores de surface (code : 2017) — un pore de gaz qui débouche en surface (donc en partie visible); porosité de surface (code : 2018) — porosité apparaissant à la surface de la soudure; cavités de gaz, seules ou multiples, qui cassent la surface de la soudure (donc totalement visible); retassure (code : 202) — une cavité formée à la suite d'un retrait lors du durcissement : retassure inter-dentitrique (desserrement)(code : 2021); retassure de cratère (code : 2024); retassure ouverte de cratère (code : 2025); micro retassure (code : 203) — visible seulement au microscope : micro retassure inter-dentitrique (desserrement)(code : 2031); micro retassure transgranulaire (code : 2032).

Défauts d'inclusions solides On distingue les types d'inclusions solides suivants :

inclusion de laitier (code : 301) — du laitier (flux qui est passé par une phase liquide puis c'est, normalement, solidifié en surface, ici non) ont pénétré dans le métal fondu. Elles peuvent être: alignés (code : 3011); isolés (code : 3012); en nid (regroupé localement) (code : 3013) inclusion de flux (code : 302) — des morceaux solide de flux ont pénétré dans le métal fondu. Elles peuvent être: alignés (code : 3021); isolés (code : 3022); en nid (regroupé localement) (code : 3023) inclusion d'oxyde (code : 303) — des morceaux d'oxyde métallique ont pénétré dans le métal fondu. Elles peuvent être: alignés (code : 3031); isolés (code : 3032); en nid (regroupé localement) (code : 3033) inclusion de peau d'oxyde (code : 3034) — concerne les métaux normalement oxydé a l'air ambiant (exemple: aluminium); inclusion métallique (code : 304) — inclusion solide constituée de métal étranger : tungstène (code : 3041) typique d'un mauvaise manipulation de l'opérateur en soudage TIG; cuivre (code : 3042); autre métal (code : 3043).

Défauts de Manque de fusion et de pénétration On distingue les types suivants de non-fusion ou de manque de connexion entre le métal fondu et le métal de base ou entre des rouleaux de soudure individuels :

sur la surface latérale ; entre les rouleaux ; à la racine de la soudure.

Le terme « échec » ou « pénétration incomplète » fait référence au manque de fusion du métal de base sur toute la longueur du joint ou sur une partie. Ce défaut apparaît en raison de l'incapacité du métal en fusion à pénétrer dans la racine du joint, et donc de combler totalement l'espace entre les pièces.

On distingue les types de manque de fusion ou de pénétration suivants :

manque de fusion (code : 401) — manque de liaison entre le métal déposé et le matériau de base ou entre des couches contiguës de métal déposé : manque de fusion des bords (code : 4011); manque de fusion entre passes (code : 4012); manque de fusion à la racine (code : 4013) micro-manque de fusion (code : 4014): () ressemble a un "collage", le métal fondue a recouvert du métal solide sans le faire fondre; manque de pénétration (pénétration incomplète) (code : 402) — différence entre la pénétration réelle et la pénétration nominale : manque de pénétration à la racine (code : 4021);