Défauts de soudure : les fissurations lors du soudage laser
Fissurations lors d’un soudage laser : ce que dit la norme ISO 13919
Document de référence pour évaluer les défauts sur métaux soudés par faisceau d’électrons ou faisceau laser, la norme NF EN ISO 13919 ne considère comme acceptables selon le niveau d’exigences et/ou le type de métal de base que les micro-fissures, c’est-à-dire les fissures visibles uniquement au microscope, avec un grossissement de x50 à x500.
Le niveau d’acceptation varie selon la nature du métal de base et sa sensibilité à la fissuration. En revanche, la norme ne précise rien concernant les types de fissurations pouvant survenir lors d’une soudure laser.
Les deux grands types de fissurations : à chaud et à froid
La fissuration à chaud
Une fissuration a lieu pendant la solidification du bain de fusion. Souvent provoquée par la présence d’impuretés ou d’éléments à bas point de fusion – tels que le soufre ou le phosphore, le carbone pour les aciers – dans le métal, elle concerne principalement les opérations de soudage sur aluminium ou inox.
Qu’elles soient internes ou débouchent en surface, les fissures à chaud sont toujours perpendiculaires aux isothermes. Autrement dit, elles sont situées le long de la ligne de pulse, là où les températures de fusion sont identiques.
Selon la matière soudée, ces fissurations sont plutôt :
- inter-dendritiques et axiales, lorsqu’elles surgissent sur la zone fondue ;
- inter-granulaires lorsqu’elles apparaissent sur la zone affectée thermiquement (ZAT).
Retrouvez le lexique de la soudure laser
La fissuration à froid
Quand les fissures apparaissent après le soudage, on parle de fissuration à froid. Leur formation peut prendre plusieurs heures, voire plusieurs jours : jusqu’à 96 heures, soit 4 jours.
Longitudinales ou transversales au cordon de soudure, les fissures à froid touchent généralement la zone fondue ou la ZAT. La fissuration à froid résulte de la conjonction de trois facteurs :
- la présence d’hydrogène dans l’environnement de la soudure ;
- certaines contraintes (résiduelles) dans l’assemblage des pièces ;
- la dureté de la zone soudée (obtenu paz exemple par trempe lors d’un refroidissement rapide).
Pour limiter l’apparition de fissures à froid, on procède donc parfois à un pré-chauffage des pièces à haute température, notamment pour diminuer l’impact de l’hydrogène sur la soudure, ou un post-chauffage pour que le refroidissement ne soit pas trop rapide.
Peut-on corriger les fissures d’une soudure laser ?
Pas toujours ! Par principe, on cherche avant tout à les éviter. Comment ? En détectant les impuretés du métal, et en jouant sur la vitesse de soudage par des calculs préalables, la construction de diagrammes et la recherche de la meilleure paramétrie possible.
Pour corriger des fissures, il est possible dans certains cas de faire des réparations. On soude une nouvelle fois les métaux par exemple avec un métal d’apport avant de solidifier la matière pour obtenir un cordon sain. Cependant, cette éventualité est rare !
À froid ou à chaud, les fissures sont des défauts très courants lors d’opérations de soudage laser. Pour les éviter, il est important de bien connaître les matériaux à assembler et de faire différents tests préalables. Vous voulez en savoir plus sur les imperfections pouvant apparaitre lors d’un assemblage de métaux par soudage laser ?
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