Soudage des superalliages et autres métaux exotiques

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Approche systémique aux problèmes posés
par les assemblages soudés
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SUPERALLIAGES ET
ALLIAGES EXOTIQUES
Inconel
Incoloy
Hastelloy
Duplex et Super-Duplex
Nimonic
Super acier austénitique
Métaux réfractaires
Tungstène
Molybdène
Tantale
Niobium
Métaux réactifs
Zirconium
Titane
Béryllium
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JOINT SOUDÉ
QUALITÉS RECHERCHÉES
Sain, sans discontinuités ou défauts
Présentant des propriétés:
mécaniques
chimiques
métallurgiques
"Au moins égales aux propriétés minimales
requises pour les métaux de base".
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Principe de base en soudage
Bien peu de matériaux métalliques ne sont pas
soudables:
Il faut connaître leur comportement au chauffage et au
refroidissement
Il faut avoir le «bon» procédé de soudage
Il faut développer les «bonnes» procédures de soudage
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Situations, Apprentissages et
Solutions
Un problème est une opportunité d’apprentissage
L’apprentissage d’un élément complexe doit être
itératif
L’apprentissage passe d’abord par une bonne
compréhension de la problématique en cause
La solution coexiste avec le problème
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Savoir poser la «bonne» question
Modèle des 5 «C»
Trois premières questions:
Ce que j’en ai entendu dire?
Ce que j’en sais?
Ce que j’en pense?
Décortiquer le problème afin de générer des questions
«précises», ouvertes ou fermées
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RÈGLES DE BASE
Préparation
Nettoyage
Dégraissage
Type de joint
Procédé de soudage
Mode opératoire
Préchauffage
Dilution
Métal de base, métal
d’apport et métal fondu
Modes de fissuration
À froid
À chaud
Intergranulaire
Transgranulaire
Sous tension (corrosion)
Régénération, ou non,
des zones affectées
thermiquement
«Color match» et autres
propriétés recherchées
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Superalliages et matériaux exotiques
Propriétés
Mécaniques
Limite d’élasticité
Contrainte maximale
Ductilité, dureté
Chimiques
Corrosion ambiante
Corrosion haute
température
Atmosphères corrosives
Soudabilité
Qu’est-ce qui est
soudable?
Notions de soudabilité
Opératoire
Locale
Globale
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NOTIONS DE SOUDABILITÉ
Soudabilité opératoire.
Ex: la pellicule d'oxyde de l'aluminium
la conductibilité
Soudabilité locale.
Ex: le soudage du cuivre non désoxydé
le soudage des aciers inoxydables ferritiques ou
austénitiques
Soudabilité globale.
Ex: formation de contraintes résiduelles lors du
refroidissement
fissuration, rupture fragile
(Fissuration et rupture fragile, éviter les assemblages
monolithiques)
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COMPOSITION CHIMIQUE ÉLÉMENTAIRE
Le comportement du matériau est intimement relié à sa composition
chimique.
Analyse élémentaire: C, Mn, Si, Ni, Cr, Mo, Al, S, P, N2, O2
L'addition de certains éléments permet de modifier les propriétés du
matériau.
Exemple:
Souffre (S) dans le nickel (Ni)
Oxygène (O2) dans le cuivre (Cu)
Cu2O localisé aux joints de grains
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