01_rapport.doc - cnrsm

SOMMAIRE | |
INTRODUCTION p3 I - CONTRAT DE SOUDAGE p4
1.1) Travail demandé :
1.2) Matériels et documents disponibles :
1.3) Objectifs attendus : II - PREPARATION DES BORDS p6
2.1) Délardage
2. 2) Type de préparation des bords
2. 3) Plan du C45
2. 4) Plan du S 235 JR III - DESIGNATION DES ACIERS p10
3.1) Désignation du S 235 JR
3.2) Désignation du C 45 IV - CARACTERISTIQUES p12
4.1) Composition chimique
4.2) Caractéristique mécanique V - ETUDE DE SOUDABILITE p13
5.1) Calcul du carbone équivalent (C.E)
5.2) Calcul du carbone équivalent composé (C.E.C)
5.3) Conclusion VI - CALCUL DE LA TEMPERATURE DE PRECHAUFFAGE p16
6.1) Avec la formule de SEFERIAN VII - DIAGRAMME DE L'I.R.S.I.D p17 VIII - DIAGRAMME DE TRANSFORMATION AU p19 REFROIDISSEMENT IX - RISQUE DE FISSURATION POUR LE C45 p20
9.1) Risque de fissuration à froid X - CHOIX DE L'ELECTRODE p21
10.1) Caractéristiques mécaniques
10.2) Type d'enrobage
10.3) Choix du diamètre de l'électrode XI - RÔLE DES ELEMENTS p24
11.1) Elément favorables :
11.2) Elément favorables : XII - PREPARATION DE LA PIECE À SOUDER À L'ATELIER p25 XIII - QUALIFICATION DU SOUDEUR p26 XIV - D.M.O.S p27 XV - POLISSAGE p28
15.1) Définition :
15.2) Mode opératoire : XVI - MACROGRAPHIE p30 XVII - MICROGRAPHIE p29 XVIII - ESSAI DE DURETE p32
18.1) Dureté sous cordon : XIX - DURETE CRITIQUE HV 10 p34 XX - DURETE SOUS CORDON DU C45 p35
20.1) Détermination de la dureté maximale CONCLUSION p36 |INTRODUCTION | Afin de valider mon B.T.S Réalisation d'Ouvrages Chaudronné, j'ai eu
comme objectif d'analyser une situation de soudage. Le but de ce sujet était de réaliser l'assemblage bout à bout fibre
alignée de deux aciers, l'un S 235 JR d'épaisseur 10mm et l'autre du C 45
d'épaisseur 20mm. Ce type de d'assemblage mérite une préparation de bord, plus
précisément un délardage et un chanfrein en X. Etant donné la différence des matériaux et un seul procédé de
soudage, procédé 111 arc avec électrodes enrobées, j'ai utilisé un type
d'électrode :
- La SAFER G 53 Dans ce dossier de métallurgie, on analysera le comportement de la
soudure et les différentes modifications des métaux.
|I - CONTRAT DE SOUDAGE |
Mise en situation Assurer l'assemblage de deux aciers C45 et S235JR, contexte industriel bâti
mécanique (exemple : cisaille, fraiseuse, tour, ect...) 1.1) Travail demandé : 1 - Assemblage de deux pièces en acier C45 et S 235 JR.
2 - Procédé de soudage : électrode enrobée multipasses.
3 - Electrodes rutile.
4 - Macrographie des zones traitées sur la pièce.
5 - Micrographie des zones de structures différentes.
6 - Filiation de dureté HV 2 de la zone fondue.
7 - Conclusions. Schéma : [pic]
1.2) Matériels et documents disponibles : 1 - Poste de soudage à l'arc, avec appareils de mesure de U, I.
2 - Tronçonneuse, scie, polisseuses, produits chimiques d'attaque pour
macrographie.
3 - Appareil de métallographie et de photographie.
4 - Appareil de micro dureté.
5 - Toutes documentations utiles au savoir et au savoir-faire.
6 - Moyens de rédaction et d'impression nécessaire à la rédaction du
dossier. 1.3) Objectifs attendus : 1 - Vérifier si la compatibilité métallurgique du C45 et S235JR est
possible.
2 - Utiliser le matériel de la liste ci-dessus pour valider les acquis des
travaux pratiques.
3 - Exploiter les manipulations effectuées pour valider les acquis du cours
de métallurgie.
4 - Rédiger un dossier sur le travail.
|II - PREPARATION DES BORDS |
2.1) Délardage : Afin de pouvoir souder mes deux tôles, il est nécessaire de réaliser un
délardage, c'est-à-dire de ramener l'épaisseur la plus forte à l'épaisseur
la plus faible le plus progressivement possible.
Pour obtenir les paramètres du délardage il faut utiliser la norme
NFE 83-100-2, cette norme dit qu'il faut utiliser une pente de ¼. [pic]
Calcul : V e = 20 = 5
4 4
Comme a est de 10mm et a maxi doit être de 5mm, on doit faire un délardage
avec une pente de ¼ (0.25). V tang -1 0.25 = 14° 5 =20mm
tang 14°
2.2) Type de préparation des bords : Le type de préparation des bords ou chanfrein est défini par la norme FD E
83-100-3 appelé « Guide pour le choix des matériaux et pour les
dispositions constructives ».
Mon type de préparation correspondant le mieux aux caractéristiques de mon
essai est :
- bs gg 26
Ce type correspond à une position de soudage de toutes positions. Désignation :
- bs = soudage des deux côtés.
- gg = gougeage ou meulage envers de la soudure.
- 26 = c'est la 26ème désignation de la norme. Préparation :
Mes éprouvettes sont chanfreinées à l'aide d'une fraiseuse, car la
préparation des bords est obligatoire pour une bonne soudabilité. [pic]
|III - DESIGNATION DES ACIERS |
Ces renseignement on été tiré du catalogue des aciers de produits
sidérurgiques et produits transformés français.
3.1) Désignation du S 235 JR :
S=acier de construction.
235=résistance élastique.
JR=énergie rupture à 20° qui est égale à 27 joules.
Son ancienne norme était E 24.2 et c'est un acier de catégorie 0, c'est-à-
dire que c'est un acier de construction d'usage courant du groupe 1, qui
est laminé à chaud soudable avec tous les procédés et sans risque de
fissuration.
Le soudage d'un acier de résistance inférieure à 520 Mpa doit satisfaire
aux conditions suivantes : - Carbone ? 0.25% > 0.25%
- Carbone équivalent ? 0.42% > 0.25%
- Epaisseur ? 37mm > 10mm
Mon acier satisfait les conditions donc il n'y aura pas besoin de
précautions spéciales. 3.2) Désignation du C 45 :
C = acier de construction.
45 = acier à teneur en carbone de 0.45%. Son ancienne norme était XC 48 et c'est un acier de catégorie 0, c'est-à-
dire que c'est un acier non allié du groupe 2, c'est un acier qui permet
une trempe à l'huile pour les faibles et les moyennes sections, et il y a
des risques de fissuration.
Mon acier ne satisfait pas les conditions donc il y aura besoin de
précautions spéciales pour le soudage des deux éléments. |IV - CARACTERISTIQUES | 4.1) Composition chimique :
| |S 235 JR |C 45 |
|Carbone (C) |0.25% |0.45% |
|Phosphore (P) |0.062% |0.035% |
|Souffre (S) |0.062% |0.035% |
|Nickel (Ni) |0.009% | |
|Manganèse (Mn) | |0.80% |
|Silicium (Si) | |0.40% | 4.2) Caractéristique mécanique :
| |S 235 JR |C 45 |
|Résistance rupture |441 Mpa |780 Mpa |
|Limite élastique |235 Mpa |380 Mpa |
|Allongement |28% |17% |
|Résistance à 20° |27 Joules | |
|V - ETUDE DE SOUDABILITE | 5.1) Calcul du carbone équivalent (C.E) : Ce calcul est nécessaire pour les aciers dont la teneur en carbone est
élevée, ce calcul est lié à la dureté sous cordon d'un acier. Equation du C.E% : C.E% = %C + %Mn + %Cr + %Mo + %V + %Ni + %Cu
6 5 15
Pour le S 235 JR : C.E% = %C + %Ni
15 C.E% = 0.25 + 0.009
15 C.E% = 0.2506% Comme le C.E% ? 0.42%, pas de risque élevé de trempabilité.
Pour le C 45 : C.E% = %C + %Mn
6 C.E% = 0.45 + 0.80
6 C.E% = 0.5833%
Comme le C.E% > 0.42%, il y a des risques de trempabilité. 5.2) Calcul du carbone équivalent composé (C.E.C) : Ce calcul tient compte de l'épaisseur des pièces à souder, et plus la masse
de la pièce est important, plus il y aura un risque de trempe même pour un
acier dont le C.E% est ? à 0.42%.
Equation du C.E.C% : C.E.C% = %C.E + 0.0254 x épaisseur (en cm)
Pour le S 235 JR : C.E.C% = 0.2506 + 0.0254 x 1 C.E.C% = 0.276% Comme le C.E.C% < 0.45%, il n'y a pas de risques de trempe.
Pour le C 45 : C.E.C% = 0.5833 + 0.0254 x 2 C.E.C% = 0.6341% Comme le C.E.C% > 0.45%, il y a des risques de trempe. 5.3) Conclusion : Le S 235 JR ne pose pas de problème particulier. Tandis que le C 45 nécessite un préchauffage avec le calcul du C.E et du
C.E.C. |VI - CALCUL DE LA TEMPERATURE DE PRECHAUFFAGE |
6.1) Avec la formule de SEFERIAN : Le préchauffage a un double but :
- réduire le phénomène de tremp