Soudure Assemblages permanents

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1 Soudure Assemblages permanents Équipe pédagogique CONDIM

2 Aspects normatifs La vérification des soudures est fortement organisée par divers règlements qui dépendent du type de construction concerné dont : Eurocode 3 (EC3) : construction métallique.e.m (fédération européenne de la manutention) : engins de levage et de manutention, grues. RCCMR : ingénierie nucléaire. CODAP : appareils à pression, réservoirs sous pression. Ces règlements précisent les critères de ruine et modes de validation à suivre, mais parfois aussi les méthodes d exécution des cordons de soudure et les modes de leur contrôle.

3 Cordons de soudure Le métal d apport doit avoir des caractéristiques mécaniques de résistance au moins égales à celles du métal de base constituant la pièce soudée. 3

4 Cordons de soudure Le métal d apport doit avoir des caractéristiques mécaniques de résistance au moins égales à celles du métal de base constituant la pièce soudée. «bout à bout» ou «bord à bord» : Avec préparation des pièces, en V, en U, ou en X. Sans préparation des pièces, en I. En V En U En X En I 4

5 Cordons de soudure Soudures d angle : Les soudures d angle permettent également de réaliser des assemblages à recouvrement et à couvre joint simple ou double 5

6 Règles de conception liées au soudage Choix des composants à assembler Profilés, tubes... Tôles laminées, découpées, pliées Eléments emboutis, cintrés Eléments usinés ou moulés.. Positionnement des éléments Prévoir la mise en position des éléments Sinon, nécessité d'un montage dédié Position de la soudure Epaisseur similaire des éléments Zones moins sollicitées (fibre neutre) Eviter l'usinage du cordon Limiter les déformations dues au retrait Accessibilité du cordon Résistance de la pièce Utiliser des nervures et goussets Placer des tubes entretoises Limiter les parties usinées

7 Règles de conception liées au soudage

8 Règles de conception liées au soudage Transfert des charges

9 Exemple de tracé d'une pièce mécano-soudée On suivra la démarche générale suivante : Tracé des surfaces fonctionnelles spécifiées Tracé des surfaces "capables«qui après usinage donneront les surfaces fonctionnelles Tracé des volumes "capables«qui porteront les surfaces capables (tôles, profilés, nervures, goussets, caissons, entretoises...) Mises en positions des éléments, position des cordons, spécifications fonctionnelles supplémentaires et des spécificités de fabrication. 9

10 Dimensions caractéristiques On appelle gorge du cordon la dimension a, hauteur du triangle inscrit dans la section du cordon. La longueur utile du cordon est l = L a 10

11 Calculs de résistance d un cordon de soudure bout à bout Pour une soudure bout à bout, aucun calcul de vérification n est exigé si : L épaisseur du cordon est au moins égale à l épaisseur de la pièce la plus faible Le métal d apport a des caractéristiques au moins égales au matériau de base. On peut compter cependant : Un facteur d affaiblissement l = 0,7 à 0,9 Un coefficient de concentration de contraintes au niveau du cordon K t = 1,3 à 1,6 Contraintes résiduelles longitudinales dans une soudure bout à bout 11

12 Représentation d un cordon de soudure 1

13 Calculs de résistance d un cordon de soudure d angle Modèle pour le dimensionnement d un cordon d angle On considère que l effort exercé par les pièces assemblés est réduit au centre du cordon modélisé par un prisme de section triangulaire. La sollicitation est alors maximale dans le plan OHH O et on fait un hypothèse de répartition uniforme de contrainte dans la surface l x a 13

14 Calculs de résistance d un cordon de soudure Modèle pour le dimensionnement d un cordon d angle L équilibre statique donne : N T // T 14

15 Relation dimensionnement de base de l EUROCODE 3( // ) w. R w et R w r : limite élastique du métal de base w et w : coefficient de réduction liés au matériaux Nuance métal de base S 35 S75 S335 S40 S460 w w

16 Applications types Cordon frontal T// 0 N T.. // 0... l. a.. l. a. 3.. l. a r w w. r 1,5. l. a w w 16

17 Applications types Cordon latéral T// N 0 T 0 // l. a 0 (l,a) (l,a) r 3 l. a w w 17

18 Applications types Cordon oblique N.sin T//.cos T.sin. sin. l. a.cos // l. a. sin. l. a l. a. sin cos r w w 18

19 Applications types Cordon semi-circulaire d=r eq p ra 1 cos a avec a =45 pour un cordon d angle p/ 19