Soudage - Définition

Problématiques du soudage

Les résidus de soudage sont appelés « projections » ou « gratons » (petits picots qui restent collés au metal..)

Le soudage présente trois grandes familles de problématiques :

• Opératoire (Mise au point du mode opératoire de soudage),
• Globale (la soudure tient, ça casse ailleurs), et
• métallurgiques (cas du soudage de l'acier à 9% Ni en homogène).

Métallurgie du soudage

L'opération de soudage occasionne de par son apport énergétique et parfois par l'apport de métal des modifications métallurgiques au niveau du joint soudé. Ces modifications vont affecter les microstructures de la zone fondue et des zones affectées thermiquement.

De fait, le joint soudé est soumis à diverses problématiques résultant de ces modifications :

• Fragilisation par l'hydrogène : phénomène de fissuration à froid
• Apparition de fissuration à chaud (liquation) en cours de solidification : retassures, fissuration intergranulaire
• Tenue à la corrosion différente du métal de base : essentiellement due aux phénomènes de ségrégation

Ces problématiques concernent aussi bien la zone fondue (qui est passée à l'état liquide au cours de l'opération de soudage) que la zone affectée thermiquement. La zone affectée thermiquement appelée ZAT est le siège de modifications métallurgiques du métal de base qui peuvent induire des fragilités, des baisses de résistance mécanique, des manques de ductilité ... Ces modifications dépendent du matériau soudé, du procédé utilisé, du mode opératoire suivi ...

Exemples :

• Dans les aciers C-Mn faiblement alliés la ZAT est le siège d'une augmentation des propriétés mécaniques (Re, Rm) et de chute de ductilité.
• Dans les aciers thermomécaniques à très haute limite élastique Re > 690 MPa, on peut trouver dans certaines parties de la ZAT un phénomène d'adoucissement qui efface les effets du laminage thermomécanique et qui diminue la limite élastique et la limite à la rupture.
• Un alliage d'aluminium de la série 5000 soudé bout à bout présente toujours une baisse de propriétés mécaniques en ZAT.
• Un acier inoxydable austénitique du type 304 L soudé présente souvent une diminution de sa tenue à la corrosion au niveau de la soudure.
• Les alliages de Titane sont très sensibles aux phénomènes d'oxydation pendant l'opération de soudage, qui peut faire chuter de manière drastique les propriétés mécaniques du joint soudé.
• ...

Tenue mécanique d'un joint soudé

Les modifications métallurgiques influent sur la tenue mécanique du joint soudé. Aussi faut-il s'assurer d'obtenir une tenue mécanique suffisante, et tenir compte des soudures dans le calcul et le dimensionnement des pièces.

L'opération de soudage engendre de plus la création de contraintes résiduelles dues au retrait créé par l'opération de soudage sur les pièces. La tenue à la fatigue des assemblages soudés est une problématique fondamentale dans la conception des appareils soudés. Les défauts géométriques des cordons de soudures jouent un grand rôle dans la tenue à la fatigue des assemblages soudés.

Techniques connexes au soudage

• Brasage
• Soudobrasage
• Oxycoupage

Impacts sur la santé

L'arc électrique est dangereux pour les yeux. Les soudeurs sont aussi exposés à un arc électrique qui sur un long terme (plusieurs années de soudage) peut rendre stérile)^{[réf. souhaitée]}. Le soudeur est aussi exposé à de l'ozone, à des oxydes d'azote et à l'inhalation de fumées de soudage (vapeurs métalliques, micro et nanoparticules de métal) qui provoquent la fièvre des soudeurs^{[réf. souhaitée]}. Ces métaux pénètrent les poumons et peuvent passer dans le sang. On a récemment constaté])^{[réf. souhaitée]} qu'elles pouvaient aussi affecter le système olfactif ; dans une étude faite par des chercheurs de l’université de Pennsylvanie publiée début 2008 dans la revue américaine Neurology, lors d'un test de reconnaissance des odeurs, 88 % de 43 soudeurs (employés à la maintenance des ponts de la région de San Francisco) ont obtenu des scores très inférieurs à ceux des sujets « témoin ». 7 % avaient même totalement perdu leur odorat. Près de 50 % des salariés testés n'avaient pas même remarqué qu'ils avaient perdu une partie de leur capacité olfactive, bien que celle-ci soit aussi souvent accompagnée d'une perte du sens du goût. Ceci est un danger supplémentaire pour des professionnels qui ne réagissent plus (ou mal) à l'odeur des incendies, émanations de fumée, moisissures ou fuite de gaz ou de polluants toxiques.

Après l’ingestion d’un produit toxique, ou après l'inhalation de fumées dégagées pendant une opération de soudage, il a pu être conseillé, dans le passé, de boire du lait. Malheureusement, cette pratique n’est pas efficace, mais au contraire peut aggraver les choses comme, par exemple, faire descendre dans l'estomac les éventuels dépôts toxiques présents sur les muqueuses. En cas d'ingestion ou de d'inhalation de produits ou de fumées toxiques il ne faut pas boire de lait ou d’eau. En cas de symptômes graves il faut appeler le centre antipoison le plus proche.