Les méthodes visant à prévenir et à réduire la distorsion du soudage doivent tenir compte de la conception du processus de soudage et surmonter les changements des cycles chauds et froids pendant le soudage. Le retrait ne peut pas être éliminé, mais il peut être contrôlé. Les moyens de réduire la déformation par retrait sont les suivants.

1. Ne pas trop souder

Plus il y a de remplissage de métal au point de soudage, plus la force de déformation sera importante. Un dimensionnement correct du cordon de soudure permet non seulement d'obtenir une déformation de soudage plus faible, mais également d'économiser du temps et des matériaux de soudage. La quantité de métal fondu remplissant la soudure doit être minime, la soudure doit être plate ou légèrement convexe et un excès de métal fondu n'augmentera pas la résistance. Au contraire, cela augmentera la force de retrait et augmentera la déformation du soudage.

2. Soudures interrompues

Une autre façon de réduire la quantité de remplissage de soudure consiste à utiliser un soudage plus interrompu. Par exemple, lors du soudage de plaques de renfort, le soudage intermittent peut réduire la quantité de remplissage de soudure de 75 % tout en garantissant la résistance requise.

3. Réduire les cordons de soudure

Le soudage avec un fil de soudage épais et peu de passes de soudage aura moins de déformation que le soudage avec un fil de soudage fin et plusieurs passes de soudage. Lorsqu'il y a plusieurs passes de soudure, le retrait provoqué par chaque passe de soudure augmente cumulativement le retrait total de la soudure. Le processus de soudage avec moins de passes de soudage et des électrodes plus épaisses donne de meilleurs résultats que le processus de soudage avec plusieurs passes de soudage et des électrodes plus fines.

Remarque : le processus de soudage du fil de soudage épais, peu de passes de soudage ou du fil de soudage fin, plusieurs passes de soudage dépendent du matériau. Généralement, l'acier à faible teneur en carbone, le 16Mn et d'autres matériaux conviennent au fil de soudage épais et à peu de passes de soudage, tandis que l'acier inoxydable, l'acier à haute teneur en carbone et d'autres matériaux conviennent au soudage fin. Fil à souder, soudage multi-passes

4. Technologie anti-déformation

Avant le soudage, les pièces doivent être pliées ou inclinées dans le sens opposé à la déformation du soudage (sauf pour le soudage aérien ou le soudage vertical). La quantité prédéfinie d'anti-déformation doit être déterminée par des tests. Le pré-cintrage, le pré-réglage ou le pré-cintrage des pièces soudées est un moyen simple de contrecarrer les contraintes de soudage en neutralisant les forces mécaniques. Lorsque la pièce est préréglée, une déformation se produit qui amène la pièce à s'opposer à la contrainte de retrait de la soudure. La déformation avant le soudage et la déformation après le soudage s'annulent, faisant de la pièce à souder un plan idéal.

Une autre méthode courante pour équilibrer les forces de retrait consiste à placer des pièces soudées identiques les unes en face des autres et à les serrer. Cette méthode peut également être utilisée pour le pré-cintrage, où la cale est placée dans la position appropriée sur la pièce avant le serrage.

Les pièces de soudage spéciales pour charges lourdes peuvent générer la force d'équilibrage requise en raison de leur propre rigidité ou de la position mutuelle des pièces. Si ces forces d'équilibrage ne sont pas générées, d'autres méthodes doivent être utilisées pour équilibrer la force de retrait du matériau de soudage afin de se compenser. La force d'équilibrage peut être constituée d'autres forces de retrait, de contraintes mécaniques formées par des dispositifs d'outillage, de contraintes formées par la séquence d'assemblage et de soudage des composants, et de contraintes formées par la gravité.

5. Séquence de soudage

Déterminez une séquence d'assemblage raisonnable en fonction de la forme structurelle de la pièce afin que la structure de la pièce se rétracte à la même position. Réalisez des rainures double face au centre et sur l'axe de la pièce, utilisez le soudage multicouche et déterminez la séquence de soudage double face. Le soudage intermittent est utilisé dans les soudures d'angle, et le retrait du premier passage est équilibré par le retrait du deuxième passage. Le montage d'outillage peut fixer la pièce dans la position requise, augmenter la rigidité et réduire la déformation du soudage. Cette méthode est largement utilisée pour souder de petites pièces ou de petits composants. En raison des contraintes de soudage accrues, il ne convient qu'aux structures en acier à faible teneur en carbone et présentant une bonne plasticité.

6. Supprimer la force de retrait après le soudage

Le taraudage est une méthode permettant de contrecarrer les forces de retrait de la soudure, à mesure que la soudure refroidit. Le taraudage entraînera l'extension et l'amincissement de la soudure, soulageant ainsi les contraintes (déformation élastique). Cependant, lors de l'utilisation de cette méthode, il faut veiller à ne pas tarauder la racine de la soudure, car des fissures pourraient se produire lors du taraudage. En général, le taraudage ne peut pas non plus être utilisé sur les soudures de capuchon.

Parce que la couche de couverture peut présenter des fissures de soudure, ce qui affectera la détection de la soudure et produira un effet de durcissement. Par conséquent, l'utilisation de la technologie est limitée, et il existe même des cas où il est nécessaire de tarauder uniquement à l'intérieur du cordon de soudure multicouche (sauf le soudage du fond et le soudage du couvercle) lors du taraudage du cordon de soudure pour résoudre le problème de déformation ou de fissures. Le traitement thermique est également l'une des méthodes permettant d'éliminer la force de retrait en contrôlant la température élevée et le refroidissement de la pièce ; parfois, la même pièce est serrée et soudée dos à dos, et cette condition d'alignement est utilisée pour éliminer les contraintes et minimiser les contraintes résiduelles de la pièce.

7. Réduisez le temps de soudage

Le chauffage et le refroidissement se produisent pendant le soudage, et le transfert de chaleur prend également du temps. Par conséquent, le facteur temps affecte également la déformation. Habituellement, vous souhaitez que le soudage soit terminé le plus rapidement possible avant que la grande pièce ne se dilate à cause de la chaleur. Le processus de soudage, tel que le type et la taille de la baguette de soudage, le courant de soudage, la vitesse de soudage, etc., affectent le degré de retrait et de déformation de la pièce soudée. L'utilisation d'équipements de soudage mécanisés réduit le temps de soudage et l'ampleur des déformations causées par la chaleur.

Autres méthodes pour réduire la déformation du soudage

1. Bloc de refroidissement par eau

De nombreuses techniques sont disponibles pour contrôler la déformation par soudage de pièces de soudage spéciales. Par exemple, dans le soudage de plaques minces, un bloc de refroidissement par eau peut être utilisé pour évacuer la chaleur de la pièce à souder. Le tuyau en cuivre est soudé au luminaire en cuivre par brasage ou brasage, puis circule et est refroidi dans les conduites d'eau pour réduire la déformation due au soudage.

2. Plaque de positionnement du bloc de coin

La « plaque de positionnement » est une technologie efficace pour contrôler la déformation du soudage lors du soudage bout à bout de tôles d'acier, comme le montre la figure. Une extrémité de la plaque de positionnement est soudée à une plaque de la pièce à usiner et l'autre extrémité coince le bloc de calage dans la plaque de pression. Plusieurs plaques de positionnement peuvent même être disposées pour maintenir le positionnement et la fixation de la plaque d'acier soudée pendant le soudage.

3. Éliminer le stress thermique

Sauf circonstances particulières, utiliser le chauffage pour soulager le stress n’est pas la bonne méthode. La déformation due au soudage doit être évitée ou réduite avant que la pièce ne soit soudée.

Conclusion

Afin de réduire les effets de la déformation du soudage et des contraintes résiduelles, les points suivants doivent être pris en compte lors de la conception et du soudage des pièces :

(1) N'effectuez pas de soudure excessive ; (2) Contrôler le positionnement de la pièce à usiner ; (3) Utilisez autant que possible le soudage intermittent, mais il doit répondre aux exigences de conception ; (4) Utilisez la plus petite taille de jambe de soudage possible ; (5) Pour les ouvertures en pente Pour le soudage, la quantité de soudage du joint doit être minimisée et des rainures double face doivent être envisagées pour remplacer les joints à rainure simple face ; (6) Le soudage multicouche multipasse doit être utilisé autant que possible au lieu du soudage alterné double face monocouche. Effectuez un soudage de rainures double face dans la pièce et sur l'axe, utilisez le soudage multicouche et déterminez la séquence de soudage double face ; (7) Utiliser le soudage multicouche avec moins de passes de soudure ; (8) Utiliser une technologie de soudage à faible apport de chaleur, ce qui signifie un taux de dépôt plus élevé et une vitesse de soudage plus rapide ; (9) Utilisez un positionneur pour placer la pièce à usiner en position de soudage bateau. Un fil de soudage de grand diamètre et un processus de soudage à taux de dépôt élevé peuvent être utilisés pour la position de soudage du navire ; (10) Réglez la soudure sur l'axe neutre de la pièce autant que possible et soudez symétriquement ; (11) Essayez d'utiliser autant que possible la séquence de soudage et le positionnement du soudage. Faites en sorte que la chaleur de soudage se propage uniformément ; (12) Souder dans la direction libre de la pièce à usiner ; (13) Utiliser des accessoires, des outils et des plaques de positionnement pour le réglage et le positionnement. (14) Pré-courber la pièce ou le joint de soudure prédéfini dans le sens opposé du retrait. (15) Le soudage partiel et le soudage total en séquence peuvent maintenir le soudage équilibré autour de l'axe neutre.

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