Qu’est-ce qu’une zone affectée par la chaleur dans un soudage?

Zone affectée par la chaleur dans une soudure

La zone affectée par la chaleur est un phénomène important du soudage à l’arc, qui peut entraîner le développement de fissures dans le soudage. il est donc nécessaire pour chaque soudeur de comprendre la zone affectée par la chaleur et ses effets.

Zone affectée par la chaleur dans une soudure
Source : Wikipédia

Dans le processus de soudage à l’arc, comme nous l’avons déjà évoqué, une grande quantité de chaleur est générée pour produire le bain de soudure qui fait fondre le matériau d’apport ou l’électrode elle-même pour créer la soudure.

La chaleur est également propagée dans l’environnement du joint de chaque côté. La température du matériau des deux côtés du cordon de soudure peut ne pas être aussi élevée que le point de fusion du métal, mais elle en est très proche.

Au fur et à mesure que nous nous éloignons du joint ou du cordon de soudure, le métal peut être chauffé à des températures de plus en plus basses. Au fur et à mesure que l’électrode se déplace sur le joint et s’éloigne, le métal chauffé se refroidit aussi rapidement qu’il a été chauffé.

Ainsi, on peut conclure que le métal adjacent au cordon de soudure a subi un traitement thermique.

Si l’acier est soudé, ce chauffage et ce refroidissement rapide peuvent entraîner la formation de structures martensitiques et autres qui peuvent être sujettes à la fissuration et à la dureté.

La zone ainsi affectée par le soudage est appelée la Zone affectée par la chaleur.

Zone affectée par la chaleur dans une soudure
Figure : Processus de soudage à l’arc

Causes de la zone affectée par la chaleur (ZAT)

  • Un taux d’apport de chaleur lent peut entraîner plus de ZAT que le taux d’apport de chaleur élevé.
  • La vitesse de soudage influence également la zone affectée thermiquement.
  • La zone HAZ peut varier en fonction des propriétés du matériau, ainsi que de l’épaisseur du matériau. La conductivité thermique du matériau joue un rôle important pour la taille de la zone affectée par la chaleur.
  • La géométrie de la soudure influence la taille de la ZAT.
  • Une zone plus affectée thermiquement entraîne un refroidissement plus rapide de la soudure.
  • Non seulement le soudage, le processus de découpe thermique développent également le HAZ.
  • La découpe au laser des zones affectées par la chaleur est très réduite car le laser a une chaleur plus concentrée sur une très petite surface.

Effets de la zone affectée par la chaleur

De nombreux échecs de soudage se produisent en raison des zones affectées par la chaleur. En raison des zones affectées par la chaleur, le matériau environnant subira un traitement thermique et présentera des changements dans sa microstructure. Le changement dans la microstructure du matériau peut différer dans les propriétés du matériau telles que la résistance du matériau, la résistance à la corrosion du matériau et une fragilité accrue.

En raison de changements dans les propriétés du matériau, la région devient faible dans la zone de soudure. En raison de cette faiblesse du matériau, une fissure peut se développer dans l’assemblage soudé, une fois que la fissure s’est développée, cela conduit à la défaillance du joint.

Pouvons-nous réduire la zone affectée par la chaleur ?

Oui, nous pouvons le réduire dans une certaine mesure en procédant comme suit.

  • Comme nous avons discuté des nombreuses causes, la vitesse de soudage est celle qui peut causer la ZAT, donc de meilleures vitesses de soudage entraînent une ZAT plus petite.
  • En effectuant un pré et post traitement thermique de la soudure, on peut également réduire le changement de la microstructure du matériau. ce qui entraîne un très petit changement dans les propriétés du matériau.
  • Si possible, le choix de la géométrie de soudure appropriée peut aider à réduire la ZAT.
  • Une chaleur plus concentrée sur une zone plus petite du joint de soudure peut réduire la ZAT.
  • Un soudeur professionnel peut appliquer les techniques ci-dessus de manière efficace, alors faites appel à un soudeur qualifié.

Conclusion

Les zones affectées par la chaleur ne peuvent pas être complètement évitées mais peuvent être contrôlées dans une certaine mesure en prenant les précautions ci-dessus pour obtenir une bonne et solide soudure avec un joint de soudure sans fissure. Faites-nous savoir ce que vous en pensez dans la section commentaires ci-dessous.