guide cnd des soudures

GUIDE CND LES TECHNIQUES DE CONTROLE

NON DESTRUCTIF DES SOUDURES

Guide réalisé parAuteur : Imad ABBAS Version 2010

Septembre 2009

Collection « Guides Techniques de l’Artisan »

TECHNIQUES DE CONTRÔLE

NON DESTRUCTIF DES SOUDURES

CND

Etude réalisée sous la responsabilité technique de : Pôle d’Innovation nationale de l’Artisanat « Travail des Métaux »

CFMI Campus des métiers 79200 PARTHENAY

Auteur : Imad ABBAS

AVANT PROPOS

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Tout assemblage soudé doit présenter des garanties optimales de sécurité et d’endurance lors de son fonctionnement. La réglementation européenne, directive nouvelle approche, concernant certains produits comme les appareils sous pression ou les chaudières, impose de plus en plus aux fabricants la mise sous assurance qualité de leur production, notamment le respect de certaines normes portant sur les contrôles à effectuer. Par ailleurs, certains produits sont soumis à une réglementation spécifique définie par des codes de construction comme le CODAP, le CODETI ou le RCCM. Ces codes imposent des critères d’acceptation pour les défauts des soudures et préconisent le type de contrôle à mettre en œuvre. Si aujourd’hui les procédés de contrôle non destructif sont de plus en plus nombreux, ils présentent également une fiabilité accrue chacun dans leurs domaines d’applications. L’interprétation des défauts observés faisant toujours référence aux conditions de réalisation et de mise en œuvre de l’assemblage, il est important de maîtriser le processus de fabrication et donc de respecter un minimum de dispositions, notamment en ce qui concerne les conditions de soudage et la préparation des bords.

A qui s’adresse cet ouvrage

A tous les artisans effectuant des travaux d’assemblage par soudage en général et à tous les fabricants d’ouvrages soumis à la réglementation en particulier. En clair, aux petites entreprises de chaudronnerie, de mécano‐soudure, de tuyauterie industrielle, de construction de bâtiments industriels, aux fabricants d’équipements de manutention ou de levage, de matériels agricoles ou d’élevage, aux carrossiers, aux sous‐traitants des chantiers navals, aux fabricants de citernes ou de réservoirs sous pression. Ce guide traite de l’application des méthodes de contrôle non destructif des soudures. Il a pour objectif d’apporter des éléments d’information aux entreprises artisanales afin de leur permettre d’assurer la conformité de leurs produits par rapport à la réglementation sur le soudage notamment dans le cadre de travaux soumis à certaines directives européennes. La possession de ce guide ne constitue en aucune manière une preuve de conformité des produits soumis à des contrôles obligatoires par des organismes de contrôle agréés. La mise en œuvre des méthodes de contrôle non destructif des soudures doit être effectuée par du personnel formé ayant été certifié par la COFREND (Confédération française des essais non destructifs) (&Se référer au chapitre 5).

Cet ouvrage, appartenant à une collection dirigée par l’Institut Supérieur des Métiers, a été financé par la Direction des entreprises Commerciales, Artisanales des Services et des Professions Libérales et réalisé par le CFMI de la Chambre de Métiers et de l’Artisanat des Deux‐Sèvres.

TABLEAU D'ORIENTATION

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Cette page peut être utilisée pour s'orienter vers un paragraphe en particulier en fonction des questions qui peuvent se poser. Ce n'est pas une table des matières proprement dite, celle‐ci se trouvant à la page suivante.

QUESTION RÉPONSE Pourquoi contrôler ? Quelles sont les exigences réglementaires ? Qui est concerné par le contrôle ? Quelles sont les activités soumises au contrôle ? Quoi contrôler ? Quels sont les différents types d'assemblages ? Quels sont les principaux procédés de soudage ? Comment préparer les bords avant de souder? Quels sont les défauts des soudures ? Quels sont les critères d'acceptation des soudures ? Quelle technique choisir pour contrôler les soudures ? Qui peut mettre en œuvre les techniques de contrôle ? Quel est le rôle de la COFREND ? Comment fonctionne la certification des agents de contrôle ? Où puis‐je me renseigner ?

Chap 1 § 1.2

Chap 2 § 2.1 Chap 3 § 3.1 § 3.2 § 3.3 § 3.4 § 3.5 Chap 4 Chap 5 § 5.1 § 5.2 Chap.6

TABLE DES MATIÈRES

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1 ‐ POURQUOI CONTRÔLER ? ...................................................................11 1.1 ‐ Introduction ..............................................................................................................................................................13 1.2 ‐ Les exigences réglementaires ...................................................................................................................................15

2 ‐ QUI EST CONCERNÉ ?..........................................................................17 2.1 ‐ Les activités soumises au contrôle............................................................................................................................19

3 ‐ QUOI CONTRÔLER ?............................................................................21 3.1 ‐ Les différents types d'assemblage ............................................................................................................................23 3.2 ‐ Les principaux procédés de soudage ........................................................................................................................24

3.2.1 ‐ Le soudage oxyacéthylénique (Procédé 311) ......................................................24 3.2.2 ‐ Le soudage à l'électrode enrobée (Procédé 111) .................................................25 3.2.3 ‐ Le soudage TIG "Tungstène Inert Gaz" (Procédé 141) ..........................................26 3.2.4 ‐ Le soudage plasma (Procédé 15) .......................................................................27 3.2.5 ‐ Le soudage MIG – MAG "Métal Inert Gaz – Métal Activ Gaz" ...............................28 3.2.6 ‐ Le soudage à l’arc sous flux en poudre (Procédé 121) ..........................................29 3.2.7 ‐ Le soudage par faisceau d’électrons (Procédé 76) ...............................................30 3.2.8 ‐ Le soudage par faisceau laser (Procédé 751) ......................................................31 3.2.9 ‐ Le soudage par étincelage (Procédé 24) .............................................................32 3.2.10 ‐ Le soudage par friction (Procédé 42) ................................................................33 3.2.11 ‐ Le soudage aluminothermique (Procédé 71) .....................................................34 3.2.12 ‐ Le soudage à la molette (Procédé 22)...............................................................35 3.2.13 ‐ Le soudage par résistance par points (Procédé 21) ............................................36

3.3 ‐ La préparation des bords ..........................................................................................................................................37 3.4 ‐ Les défauts des soudures..........................................................................................................................................38 3.5 ‐ les critères d'acceptation ..........................................................................................................................................41

4 ‐ QUELLE TECHNIQUE CHOISIR ? ............................................................47 4.1‐ CONTROLE DU SOUDAGE...........................................................................................................................................49 4.2 ‐ EXAMEN VISUEL (NF EN 970) ....................................................................................................................................50 4.3 – LE RESSUAGE (NF EN 571‐1).....................................................................................................................................51 4.4 – LA MAGNETOSCOPIE (NF EN 1290)..........................................................................................................................54 4.5 – LES ULTRASONS (NF EN 1714 :10)............................................................................................................................57 4.6 – LA RADIOGRAPHIE (EN 444 ‐ EN 1435 ‐ EN 462) ......................................................................................................61 4.7 – LES COURANTS DE FOUCAULT (EN 1711).................................................................................................................64 4.8 – LES AUTRES TECHNIQUES.........................................................................................................................................66 4.8.1 – L'émission acoustique ...........................................................................................................................................66 4.8.2 – La tomographie .....................................................................................................................................................66 4.8.3 – La thermographie..................................................................................................................................................67 4.8.4 – L'étanchéité...........................................................................................................................................................67 4.9 – TABLEAU DE SYNTHESE ............................................................................................................................................68

5 ‐ QUI PEUT LES METTRE EN ŒUVRE ? ....................................................71 5.1 ‐ Le rôle de la COFREND ..............................................................................................................................................73 5.2 ‐ La certification des agents de contrôle .....................................................................................................................74

6 ‐ OÙ SE RENSEIGNER ? ..........................................................................75 6.1 ‐ La COFREND ..............................................................................................................................................................77 6.2 ‐ Les centres de certification agréés pour les contrôles non destructifs des soudures* ............................................77 6.3 ‐ Les principaux organismes dispensant la formation continue en CND.....................................................................77

Annexes .................................................................................................79 1‐ LISTE DES PRINCIPALES NORMES..................................................................................................................................81 2 ‐ QUELQUES FOURNISSEURS DE MATÉRIEL DE CONTRÔLE............................................................................................83 3 ‐ REPRÉSENTATION DES SOUDURES...............................................................................................................................84 4 ‐ IDENTIFICATION DES GAZ UTILISÉS EN SOUDURE .......................................................................................................87 5 ‐ BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................................................................93 6 ‐ GLOSSAIRE..................................................................................................................................................................100

TABLE DES MATIÈRES

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Figures Figure 1 : Tôle ...............................................................................................................................................................................23 Figure 2 : Tube..............................................................................................................................................................................23 Figure 3 : Soudage bout à bout ....................................................................................................................................................23 Figure 4 : Soudage en angle .........................................................................................................................................................23 Figure 5 : Soudage d'un seul côté.................................................................................................................................................23 Figure 6 : Soudage des deux côtés ...............................................................................................................................................23 Figure 7 : Soudage sans support envers.......................................................................................................................................23 Figure 8 : Soudage avec support envers.......................................................................................................................................23 Figure 9 : Soudage sans gougeage ...............................................................................................................................................23 Figure 10 : Soudage avec gougeage envers..................................................................................................................................23 Figure 11 ‐ Schéma d'une soudure oxyacétylénique....................................................................................................................24 Figure 12 ‐ Schéma d'une soudure à l'électrode enrobée............................................................................................................25 Figure 13 ‐ Schéma d'une soudure TIG.........................................................................................................................................26 Figure 14 ‐ Schéma d'une soudure plasma ..................................................................................................................................27 Figure 15 ‐ Schéma d'une soudure MIG ‐ MAG ............................................................................................................................28 Figure 16 ‐ Schéma d'une soudure à l'arc sous flux en poudre ....................................................................................................29 Figure 17 ‐ Schéma d'une soudure par faisceau d'électrons (source Soudage2000) ..................................................................30 Figure 18 ‐ Schéma d'une soudure par faisceau laser ..................................................................................................................31 Figure 19 ‐Principe du soudage par étincelage ............................................................................................................................32 Figure 20 ‐ Machine automatique de soudage par étincelage.....................................................................................................32 Figure 21 ‐ Principe du soudage par friction ................................................................................................................................33 Figure 22 ‐ Schéma d'une soudure aluminothermique ................................................................................................................34 Figure 23 ‐ Soudage de deux abouts de rails par aluminothermie...............................................................................................34 Figure 24 ‐ Schéma d'une soudure à la molette...........................................................................................................................35 Figure 25 ‐ Schéma d'une soudure par résistance par points ......................................................................................................36 Figure 26 ‐ Préparation à bords droits .........................................................................................................................................37 Figure 27‐ Préparation en "V" ......................................................................................................................................................37 Figure 28 ‐Préparation en "X" ......................................................................................................................................................37 Figure 29 ‐ Fissure longitudinale ..................................................................................................................................................38 Figure 30 ‐ Fissure transversale....................................................................................................................................................38 Figure 31 ‐ Fissures rayonnantes..................................................................................................................................................38 Figure 32 ‐ Soufflure sphéroïdale ................................................................................................................................................38 Figure 33 ‐ Soufflures uniformément réparties............................................................................................................................38 Figure 34 ‐ Nid de soufflures ........................................................................................................................................................38 Figure 35 ‐ Soufflures alignées .....................................................................................................................................................39 Figure 36 ‐ Soufflures vermiculaires .............................................................................................................................................39 Figure 37 ‐ Piqûre ........................................................................................................................................................................39 Figure 38 ‐ Inclusion de laitier .....................................................................................................................................................39 Figure 39 ‐ Inclusion métallique ..................................................................................................................................................39 Figure 40 ‐ Manque de fusion sur les bords .................................................................................................................................39 Figure 41 ‐ Manque de fusion entre passes .................................................................................................................................39 Figure 42 ‐ Manque de pénétration ............................................................................................................................................39 Figure 43 ‐ Manque d'interpénétration .......................................................................................................................................39 Figure 44 ‐ Caniveau .....................................................................................................................................................................40 Figure 45 ‐ Morsure......................................................................................................................................................................40 Figure 46‐ Caniveau à la racine ....................................................................................................................................................40 Figure 47 : Surépaisseur excessive ...............................................................................................................................................40 Figure 48 : Excès de pénétration ..................................................................................................................................................40 Figure 49 : Défaut d'alignement...................................................................................................................................................40 Figure 50 : Déformation angulaire ...............................................................................................................................................40 Figure 51 : Manque d'épaisseur ...................................................................................................................................................40 Figure 52 : Retassure à la racine...................................................................................................................................................40 Figure 53 : Manque de pénétration (1) ........................................................................................................................................43 Figure 54 : Manque de pénétration (2) ........................................................................................................................................43 Figure 55 : Manque de pénétration (3) ........................................................................................................................................43 Figure 56 : Mauvais ajustage et manque de pénétration ............................................................................................................43

TABLE DES MATIERES

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Figure 57 : Caniveaux ...................................................................................................................................................................43 Figure 58 : Surépaisseur excessive ...............................................................................................................................................44 Figure 59 : Convexité excessive....................................................................................................................................................44 Figure 60 : Soudure d'angle d'épaisseur supérieure à l'épaisseur nominale ...............................................................................44 Figure 61 : Soudure d'angle d'épaisseur inférieure à l'épaisseur nominale.................................................................................44 Figure 62 : Excès de pénétration ..................................................................................................................................................44 Figure 63 : Défaut d'alignement (1) .............................................................................................................................................45 Figure 64 : Défaut d'alignement (2) .............................................................................................................................................45 Figure 65 : Manque d'épaisseur ...................................................................................................................................................45 Figure 66 : Défaut de symétrie .....................................................................................................................................................45 Figure 67 : Retassure à la racine...................................................................................................................................................45 Figure 68 : Débordement .............................................................................................................................................................46 Figure 69 : Défauts multiples .......................................................................................................................................................46 Figure 70 ‐ Mesureur d’angle Calibre d’épaisseur Jauge de mesure Calibre selon norme EN 970 ..............................50 Figure 71 ‐ Mise en œuvre du ressuage .......................................................................................................................................52 Figure 72 ‐ Application du pénétrant ...........................................................................................................................................53 Figure 73 ‐ Application du révélateur et interprétation du défaut ..............................................................................................53 Figure 74 ‐ Magnétoscopie ‐ Electroaimant ................................................................................................................................54 Figure 75 ‐ Application de la magnétoscopie ...............................................................................................................................55 Figure 76 ‐ Champ de fuite ..........................................................................................................................................................55 Figure 77 ‐ Défaut de soudure révélé par magnétoscopie...........................................................................................................56 Figure 78 ‐ principe du contrôle par ultrasons ............................................................................................................................57 Figure 79 ‐ Méthode TOFD (Sofranel) ..........................................................................................................................................57 Figure 80 ‐ Méthode multiéléments (Phased Array ....................................................................................................................58 Figure 81 Exemples d’applications ...............................................................................................................................................59 Figure 82 ‐ sondes et analyseurs ‐ Sofranel..................................................................................................................................60 Figure 83 ‐ Méthode TOFD ‐ Metalscan ‐ Olympus .....................................................................................................................60 Figure 84 ‐ méthode Phased Array ‐ matériels Olympus..............................................................................................................60 Figure 85 ‐ principe de la radiographie ........................................................................................................................................61 Figure 86 ‐ Radionumérique plaques phosphores ‐ acier carbone épaisseur 4 mm (avec RX 100 kV) ........................................61 Figure 87 ‐ Sources radiographiques X et Y ..................................................................................................................................63 Figure 88 ‐ Applications contrôles radiographiques.....................................................................................................................63 Figure 89 ‐ principe du contrôle par courants de Foucault ..........................................................................................................64 Figure 90 ‐ Contrôle d'un tube par courants de Foucault ............................................................................................................65

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1 ‐ POURQUOI CONTRÔLER ?

POURQUOI CONTRÔLER ?

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1.1 ‐ Introduction Quel que soit le procédé de fabrication, pour obtenir des produits de qualité bien définie et constante, il importe non seulement de vérifier que les pièces terminées sont conformes, mais encore de s’assurer, qu’au cours des divers stades de fabrication, les facteurs qui agissent sur la qualité finale sont maintenus dans les normes prévues. N’opérer qu’un contrôle final conduit, en effet, à constater qu’on a produit des pièces non conformes, lorsqu’il est trop tard pour l’éviter. Ceci est particulièrement vrai en soudage, où les facteurs qui agissent sur la qualité sont nombreux et complexes. L’objectif du contrôle est de :

Garantir la bonne exécution de l’assemblage d’une construction. Il s’applique à : ‐la prévention des défauts ‐la détection et localisation des défauts ‐l’évaluation du degré de gravité des défauts ‐l’acceptation ou le refus de la pièce, suivant l’interprétation des défauts. Le contrôle doit s’exercer à trois moments bien distincts :

‐avant soudage ‐pendant soudage ‐après soudage

Le contrôle avant soudage a pour but de prévenir les défauts. Il portera sur :

- la soudabilité métallurgique du métal de base (analyse chimique du matériau, contrôle macrographique, propriétés mécaniques, etc.)

- la qualité du métal d’apport (compatibilité avec le métal de base, état de surface, propriétés mécaniques, nature et dimension)

- la préparation des pièces (ouverture des chanfreins, écartement des bords et dénivellation, montage et fixation, positionnement, etc.)

- les gabarits (d’assemblage, de vérification des cordons) - les séquences de soudage (ordre des diverses soudures, sens de réalisation) - les traitements thermiques (préchauffage, maintien en température) - le matériel de soudage (état, puissance, les réglages, etc.…) - la qualification du soudeur (habilité manuelle, niveau technologique, essais dans les

conditions de soudage du type d’assemblage) - l’examen de la condition physique du soudeur (travaux dangereux, positions pénibles,

travaux délicats) - la qualification des Modes Opératoires de Soudage (Q.M.O.S) - la vérification des documents de suivi et des enregistrements qualité - la qualification des contrôleurs.


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Le contrôle pendant le soudage a pour but de s’assurer que les règles d’une bonne exécution du joint sont respectées. Il portera sur :

- La qualité du soudage - La nature et dimension du métal d’apport (soudabilité, état de surface, propreté) - Le réglage de l’appareil de soudage (correspondance entre le réglage indiqué et le résultat

obtenu, maintien du réglage) - L’état du joint réalisé (aspect conforme du cordon, dimensions des gorges, pénétration,

propreté, écartement des bords) - La disposition des passes (leur nombre, le sens de réalisation) - Les cadences de soudage (vitesse, interruptions entre passes) - Les déformations (décalage des pièces) - La température du traitement thermique (maintien en température) - Le respect des Descriptifs de Mode Opératoire de Soudage (D.M.O.S)

Le contrôle après soudage a pour but de vérifier que le joint exécuté est bien conforme aux exigences de la construction. Il portera sur :

- La mise en œuvre des contrôles appropriés en conformité avec la réglementation - l’analyse des résultats des divers contrôles effectués - L’instruction des dossiers « constructeurs » ou qualité attestant de la bonne réalisation des

fabrications.

On distingue essentiellement trois méthodes de contrôle pour les soudures :

1) Non destructifs (Contrôle ne modifiant pas l’état de la pièce) 2) Semi ‐ destructifs (on pratique une entaille, un perçage dans le joint soudé ou on prélève un petit

échantillon du joint qu’on rebouche par soudage) 3) Destructifs (on découpe la pièce, généralement ce type de contrôle est effectué sur des éprouvettes)

Ce guide ne traite que des méthodes de contrôle non destructif des assemblages soudés couramment désignés par END (essais non destructifs)


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1.2 ‐ Les exigences réglementaires Pour garantir la maîtrise des risques liés aux produits, des obligations de contrôles réglementaires, pour la sécurité des équipements, ont été mises en place, en France, en Europe et dans le monde. Ces réglementations font souvent références à des normes applicables (Françaises (NF), Européennes (EN) ou Internationales (ISO)) ou à des codes de construction ou à une réglementation spécifique. Ces réglementations s’appliquent surtout aux équipements :

- aéronautiques, - nucléaires, - maritimes, - ferroviaires, - à pression, - de levage, - de manutention,

Mais aussi aux ouvrages constructifs : ponts, bâtiments collectifs ou industriels, poteaux, mâts, plateformes pétrolières, pipelines, tunnels, etc. Ces réglementations exigent ou préconisent des méthodes de contrôle des assemblages réalisés et une certification des contrôleurs et des inspecteurs selon trois niveaux généralement. Cette certification est réalisée sous le contrôle de la COFREND (Confédération français pour les Essais Non Destructifs)


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2 ‐ QUI EST CONCERNÉ ?

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2.1 ‐ Les activités soumises au contrôle Toutes les activités produisant des installations ou des équipements représentant un risque pour la santé de l’utilisateur ou de l’usager.

Pour les appareils à pression Les travaux de normalisation européens sur les récipients sous pression ont débuté au début des années 1990, en réponse à un demande de la Commission européenne : il s’agissait de développer des normes européennes harmonisées en appui à la directive 97/23/CE « Equipements sous pression », à l’époque au stade de projet. Jusqu’en 2005, les appareils ou équipements sous pression étaient soumis à la réglementation définie par les codes de construction CODAP. Ces codes donnent les règles à appliquer en matière de conception, de fabrication et d’inspection des équipements. Depuis fin 2006 tous les équipements sous pression doivent répondre à la norme européenne EN 13445 en remplacement des codes CODAP.

Pour les ponts : La construction est régie par le Fascicule 66 du Cahier des Clauses Techniques générales, intitulé « Exécution des ouvrages de génie civil à ossature en acier ».

Ce fascicule s’appuie sur deux normes dédiées au soudage : NF‐P22 470 (août 89)

Construction métallique ‐ Assemblages soudés ‐ Dispositions constructives et justification des soudures : NF‐P22 471(mars 84)

Construction métallique ‐Assemblages soudés ‐ Fabrication

Cette norme définit notamment :

• Le DMOS : Descriptif du Mode Opératoire de Soudage (NF‐ EN 288‐3, juin 92)

• Le QMOS : Qualification du Mode Opératoire de Soudage (NF‐ P 22 472, octobre 94)

• Les Contrôles non destructifs (CND) (NF‐ P 22 473, août 86).

• La qualification des soudeurs et opérateurs (NF‐EN 287, juin92).

Précision : La norme NF‐EN 288‐3 vient d'être remplacée par la norme EN‐ISO‐ 15 614‐1 depuis mars 2005

Pour le bâtiment : Il s’agit des mêmes normes, mais le Fascicule 66 définit trois classes d’exécution, les classes les plus contraignantes étant généralement utilisées pour les ponts et les moins contraignantes pour les bâtiments (NF‐P 22‐474 « Guide de choix de la classe de qualité »).

L’ensemble réglementaire et normatif décrit ci‐dessus va disparaître en 2006, suite à la publication de la nouvelle norme européenne EN 1090 « Exécution des structures métalliques ». En conséquence, le fascicule 66 du CCTG sera révisé et fera largement référence à cette norme européenne. L’EN 1090 est cohérente avec l’Eurocode 3 et comprendra trois parties dont deux spécifiques à l’acier.

QUI EST CONCERNÉ ?

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Pour les tuyauteries et les chaudières Ces équipements sont soumis à la réglementation européenne pour les appareils à pression Directive DESP 97/23/CE, et aux codes nationales de construction CODETI, CDOAV et CODRES. Des normes européennes sont en cours d’élaboration pour l’application de la directive EN13480 pour les tuyauteries et EN12952 et 12953 pour les chaudières

Pour les structures métalliques Toutes les constructions métalliques destinées à l’accueil de personnes sont soumises aux règles de construction CM66 et aux règles NV56 de neige et de vent, ainsi qu’à certaines DTU (documents techniques unifiés). Ces règles seront remplacées par le Eurocodes 3 et 9.

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3 ‐ QUOI CONTRÔLER ?

QUOI CONTRÔLER ?

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3 3.1 - Les différents types d'assemblage Codification européenne des types d'assemblage : (Norme EN 287‐1)

Symboles Significations

P (Plate)

Figure 1 : Tôle

Tôle

T (Tubing)

Figure 2 : Tube

Tube

BW (Butt Welding)

Figure 3 : Soudage bout à bout

Soudage bout à bout

Soudure bout à bout

FW (Fillet Welding)

Figure 4 : Soudage en angle

Soudage en angle

Soudure en angle

nm (Not Métal) Sans métal d'apport wm (With Métal) Avec métal d'apport

ss (Single Side)

Figure 5 : Soudage d'un seul côté

Soudage d'un seul côté

bs (Both Side)

Figure 6 : Soudage des deux côtés

Soudage des deux côtés

nb (Not Backing)

Figure 7 : Soudage sans support envers

Sans support envers

mb (Métal Backing)

Figure 8 : Soudage avec support envers

Avec support envers solide

ng (Not Gouging)

Figure 9 : Soudage sans gougeage

Sans gougeage (ou meulage) envers

gg (Gouging) Figure 10 : Soudage avec gougeage

envers

Avec gougeage envers

QUOI CONTRÔLER ?

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3.2 - Les principaux procédés de soudage 3.2.1 ‐ Le soudage oxyacéthylénique (Procédé 311) Définition du procédé : Le soudage oxyacétylénique est un procédé à la flamme. Le soudage est réalisé à partir de la chaleur d'une flamme née de la combustion d'un gaz combustible d'acétylène 22HC avec un gaz comburant d’oxygène 2O . La température de la flamme peut atteindre les 3 200 °C lorsque le mélange

22HC et 2O est correctement équilibré dans le chalumeau. Le métal d'apport (baguette) est amené manuellement dans le bain de fusion. L'énergie calorifique de la flamme fait fondre localement la pièce à assembler et le fil d'apport pour constituer le bain de fusion et après refroidissement le cordon de soudure.

Figure 11 ‐ Schéma d'une soudure oxyacétylénique

Domaines d'application : Ce procédé par sa souplesse, par la mobilité et la simplicité du matériel utilisé garde une place importante dans tous les domaines de l'industrie pour des épaisseurs inférieures à 6 mm. Les principales utilisations sont le raboutage des tubes en acier, la réparation de pièces diverses (automobiles, machines agricoles…), le rechargement dur, le soudo‐brasage et le brasage Avantages du procédé : - Procédé de soudage manuel par excellence mais qui se prête bien à l'automatisation; - Procédé utilisable en toutes positions; - Souplesse d'utilisation; - Plusieurs possibilités de flamme oxyacétylénique (flamme neutre, flamme oxydante, flamme

carburante). Matériaux concernés : Le soudage oxyacétylénique permet d'assembler les aciers courants, les aciers alliés, les fontes et un grand nombre de métaux non ferreux.

QUOI CONTRÔLER ?

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3 3.2.2 ‐ Le soudage à l'électrode enrobée (Procédé 111) Définition du procédé : Le soudage à l'arc à l'électrode enrobée est réalisé à partir d'un arc électrique créé et entretenu entre l'âme métallique de l'électrode et la pièce à souder. L'énergie calorifique de l'arc fait fondre localement la pièce à assembler et l'âme métallique de l'électrode pour constituer le bain de fusion et après refroidissement le cordon de soudure recouvert d'un laitier protecteur. Un générateur électrique fournit le courant continu ou alternatif avec une intensité variant de 30 à 400 ampères en fonction de différents paramètres comme le diamètre de l'électrode, la nature de l'enrobage, la position de soudage, le type d'assemblage, la dimension et la nuance des pièces à assembler. La tension à vide du générateur (U0) doit être supérieure à la tension d'amorçage (surtout en courant alternatif). Sa valeur doit être comprise entre 40 et 80 volts.

Figure 12 ‐ Schéma d'une soudure à l'électrode enrobée

Domaines d'application : L'usage de l'électrode enrobée est presque exclusivement manuel, mais représente encore environ 40% du tonnage de métal déposé par soudage à l'arc. Ce procédé est de plus en plus concurrencé par les techniques MIG, MAG et fils fourrés. L'électrode enrobée est employée dans toutes les industries pour les travaux neufs, notamment en chaudronnerie, en pétrochimie, dans l'industrie nucléaire et aéronautique, en construction navale et ferroviaire, sur les plates‐formes de forage, en charpente métallique, en serrurerie, etc., mais aussi pour l'entretien, la réparation et le rechargement. Avantages du procédé : - Possibilité d'assembler des aciers de toutes nuances et de toutes compositions de qualité dite

soudable : aciers doux, aciers inoxydables, ou faiblement alliés; - Excellentes caractéristiques mécaniques des dépôts; - Mise en œuvre facile et demandant peu d'investissement; - Soudage de toutes épaisseurs; - Soudage en toutes positions; - Soudage en mono et multipasses; - Ce procédé reste le plus répandu. Matériaux concernés : Ce procédé est utilisable pour tous les métaux courants tels que l'acier, les aciers faiblement alliés, les aciers inoxydables, nickel, et éventuellement les cuivreux, l'aluminium et leurs alliages. Le soudage à l'électrode enrobée ne convient pas pour la soudure des métaux très oxydables tels que le titane et le zirconium, car la protection du bain n'est pas suffisante.

QUOI CONTRÔLER ?

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3 3.2.3 ‐ Le soudage TIG "Tungstène Inert Gaz" (Procédé 141) Définition du procédé : Le soudage TIG (Tungsten Inert Gas) est un procédé à l'arc sous protection de gaz inerte avec une électrode infusible (tungstène). Le soudage est réalisé à partir d'un arc électrique créé et entretenu entre l'électrode infusible de tungstène et la pièce à souder. Le métal d'apport est amené manuellement ou automatiquement avec un dévidoir motorisé dans le bain de fusion. L'énergie calorifique de l'arc fait fondre localement la pièce à assembler et le fil d'apport métallique pour constituer le bain de fusion et après refroidissement le cordon de soudure. Le bain de fusion est protégé de l'atmosphère externe par un cône invisible d'inertage de gaz de protection. Un générateur électrique fournit le courant continu ou alternatif avec une intensité variant de 5 à 300 ampères en fonction de différents paramètres comme le diamètre du fil, la position de soudage, le type d'assemblage, la dimension et la nuance des pièces à assembler. La polarité de l'électrode est toujours négative en courant continu (polarité directe).

Figure 13 ‐ Schéma d'une soudure TIG

Domaines d'application : Le soudage TIG est un procédé manuel, automatique et même robotisable. Il est réservé aux épaisseurs faibles et moyennes, inférieures à 5‐6 mm, car les vitesses de soudage pour les plus grandes épaisseurs sont inférieures à celles des autres procédés. D'ailleurs, dans le cas de soudage d'épaisseurs supérieures à 5‐6 mm, le TIG est employé conjointement avec des procédés plus économiques, comme le soudage à l'électrode enrobée, le MIG/MAG, le soudage avec fils fourrés. Le TIG assure alors, en première passe, une pénétration régulière du joint ; les autres procédés servent ensuite au remplissage. Grâce à la qualité de ses cordons, le TIG est très employé dans les industries de construction de matériels chimiques, alimentaires, aéronautique, nucléaire et spatiale, ainsi que dans toutes les industries mettant en œuvre les aciers inoxydables et les alliages légers. Avantages du procédé : - Les soudures sont de haute qualité et de bonne compacité; - L'aspect des cordons est lisse; - Le métal d'apport permet de doser la surépaisseur des cordons; - Le soudage peut se faire en toutes positions; - Le contrôle de la pénétration du cordon de soudure est possible; - L'automatisation est envisageable. Matériaux concernés : Le soudage TIG permet d'assembler les aciers au carbone non effervescents, les aciers inoxydables et les réfractaires, l'aluminium et ses alliages, le magnésium et ses alliages, le cuivre désoxydulé et certains alliages (Cu‐Sn, Cu‐Si, Cu‐Al, Cu‐Ni), le titane et ses alliages, ainsi que le nickel et ses alliages (Ni‐Cu, Ni‐Cr‐Fe, Ni‐Cr‐Fe‐mo, Ni‐Mo …).

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3 3.2.4 ‐ Le soudage plasma (Procédé 15) Définition du procédé : Le soudage PLASMA est un procédé à l'arc comparable au soudage TIG sous protection de gaz inerte avec une électrode infusible (tungstène). Le soudage est réalisé à l'aide d'une torche spéciale à plasma. Un diaphragme dénommé tuyère permet la constriction ou l'étranglement mécanique de l'arc électrique à travers un orifice calibré dans une colonne de gaz central ou plasmagène (Argon ou Argon + H2) qui génère une énergie calorifique très élevée. L'énergie calorifique de l'arc fait fondre localement la pièce à assembler et le fil d'apport métallique pour constituer le bain de fusion et après refroidissement le cordon de soudure. Le métal d'apport est amené automatiquement avec un dévidoir motorisé dans le bain de fusion. L'électrode de tungstène est protégée par un courant de gaz appelé gaz plasmagène. Le bain de fusion est protégé de l'atmosphère externe par un cône invisible d'inertage de gaz annulaire de protection. Un générateur électrique fournit le courant continu avec une intensité variant de 0,5 à 15 ampères pour le micro plasma ou de 10 à 400 ampères pour le plasma en fonction de différents paramètres comme le diamètre du fil, la position de soudage, le type d'assemblage, la dimension et la nuance des pièces à assembler.

Figure 14 ‐ Schéma d'une soudure plasma

Domaines d'application : Le soudage plasma, extension du TIG apporte une plus grande productivité et une meilleure pénétration. Il est surtout employé en automatique. Les épaisseurs soudables à franc bord vont de 2 à 8 mm sur les aciers non alliés, faiblement alliés et sur les aciers inoxydables. Ce procédé est très utilisé en chaudronnerie et en tuyauterie inoxydable, dans les industries de construction de matériels chimiques et alimentaires. De plus, la synergie des procédés TIG et plasma permet de souder à très grande vitesse. Les tubistes, entre autres, emploient 2 à 3 torches dans une même tête de soudage. C'est le procédé multicathode.

Le rechargement d'arêtes est plus aisé en micro plasma qu'en TIG. Avantages du procédé : Parmi les avantages de ce procédé, nous pouvons citer une grande vitesse de soudage, une pénétration importante, des déformations limitées et pas d'émission de fumée. Matériaux concernés : La plupart des aciers soudables par le procédé TIG le sont également au plasma. Ce procédé permet également de souder le nickel et ses alliages, le titane, le tantale, le zirconium, le platine et l'or.

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3 3.2.5 ‐ Le soudage MIG – MAG "Métal Inert Gaz – Métal Activ Gaz"

(Procédés 114, 131, 135 et 136) Principe du procédé : Ces procédés sont des procédés de soudage à l'arc sous protection gazeuse avec fil continu fusible. Le bain de fusion ainsi que le métal chaud sont protégés de l'air ambiant par une enveloppe de gaz inerte (MIG) ou actif (MAG). Cette technique est appelée "semi‐automatique" par les soudeurs. L’arc, exclusivement alimenté en courant continu, jaillit entre l'extrémité du fil fusible (pôle "+") et les pièces à souder (pôle "‐"). Le dévidage du fil à vitesse constante (de 1 à 15 m/mn) détermine l'intensité fournie par le générateur. Les densités de courant sont très élevées.

Figure 15 ‐ Schéma d'une soudure MIG ‐ MAG

Domaines d'application : Les procédés MIG – MAG, de haute productivité, faciles à mettre en œuvre en atelier comme sur les chantiers, sont employés aussi bien en manuel qu'en automatique et avec robots. Ils sont utilisables en toutes positions sur des épaisseurs à partir de 0,6 mm. On rencontre les procédés MIG – MAG dans de nombreuses industries : chaudronnerie, constructions navale et ferroviaire, off‐shore, construction automobile, menuiserie métallique, etc. Avantages du procédé : - Grande vitesse de soudage; - Facilité d'emploi; - Arc visible; - Pas de laitier à éliminer après soudage; - Bonnes caractéristiques mécaniques des

dépôts; - Cadences de production élevées; - Automatisation possible; - Forts taux de dépôts : 2 à 8 kg/heure; - Soudage en toutes positions;

- Contrôle aisé de la pénétration; - Bel aspect des cordons; - Limitation des déformations; - Larges plages d'exécution; - Possibilité d'utiliser des sources synergiques,

sources dans lesquelles le constructeur a préenregistré différentes courbes de fusion par couple fil/gaz;

- Possibilité d'employer un générateur à courant pulsé.

Matériaux concernés : Par le soudage MIG : le nickel et ses alliages, les alliages légers et cuivreux ; l'acier galvanisé par soudo‐brasage. Par le soudage MAG : les aciers non alliés, faiblement alliés (avec les précautions d'usage) et fortement alliés (inoxydables).

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3 3.2.6 ‐ Le soudage à l’arc sous flux en poudre (Procédé 121) Définition du procédé : Le soudage électrique à l'arc sous flux électro‐conducteur est réalisé à partir d'un arc électrique créé et entretenu entre le fil électrode d'apport de métal dévidé à une vitesse constante et la pièce à souder. Un dépôt continuel de flux en poudre recouvre l'extrémité du fil électrode et la pièce à souder. L'arc de soudage et le bain de fusion sont non visibles pendant le soudage. L'énergie calorifique de l'arc fait fondre localement la pièce à assembler, le fil électrode et une partie du flux en poudre pour constituer le bain de fusion et après refroidissement le cordon de soudure recouvert d'un laitier solidifié protecteur.

Figure 16 ‐ Schéma d'une soudure à l'arc sous flux en poudre

Domaines d'application : Ce procédé à forte pénétration est essentiellement utilisé en automatique : l'arc non visible est très délicat à guider en manuel. L'arc sous flux (ou arc submergé) est employé sur des épaisseurs allant de 2 mm jusqu'à 200/300 mm et apporte, à la fois en usine et sur le chantier, une grande vitesse de soudage et des taux élevés. On rencontre ce procédé, avec un ou plusieurs fils, dans beaucoup d'industries, notamment en : - Charpente métallique; - Chantier naval; - Off‐shore; - Tuberie;

- Construction mécano‐soudée; - Soudage de fortes épaisseurs; - Rechargement de cylindres de laminoirs,

galets de tracteurs, etc… Avantages du procédé : - Soudage des aciers au carbone; - Soudage des aciers alliés et inoxydables; - Soudage des aciers réfractaires; - Fort taux de dépôt : 2,5 à 12 kg/heure; - Grande vitesse d'exécution : 0,3 à 3

mètres/minute; - Procédé donnant la pénétration la plus

importante; - Mise en œuvre facile; - Préparation des bords à souder peu délicate;

- Arc non visible, non rayonnant; - Très bonne compacité des soudures; - Très bonnes caractéristiques mécaniques

des joints soudés; - Faible déformation des pièces après

soudure; - Très bel aspect des cordons; - Laitier auto‐détachable; - Absence de fumée; - Bas prix de revient du mètre de soudure.

Matériaux concernés : Le soudage à l'arc sous flux en poudre permet d'assembler un grand nombre de matériaux tels que les aciers alliés, les aciers inoxydables, le nickel et ses alliages …

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3

3.2.7 ‐ Le soudage par faisceau d’électrons (Procédé 76)

Définition du procédé : Le soudage par faisceau d'électrons, comme le soudage laser fait partie des procédés de soudage dits "à haute énergie". C'est un procédé caractérisé par une concentration très importante d'énergie. Cette concentration thermique du faisceau, très focalisé, permet d'obtenir des densités de puissance de l'ordre de 10 à 100 MW par cm². Contrairement aux procédés conventionnels, les procédés à haute énergie ne réalisent pas la fusion des matériaux à souder par transfert thermique de la surface vers l'intérieur de la pièce mais bénéficient de la formation d'un capillaire ou key‐hole rempli de vapeurs métalliques. La formation de ce capillaire permet donc un transfert direct de l'énergie au cœur de la matière, permettant ainsi l'obtention de cordons de soudure beaucoup moins larges que pénétrants.

Figure 17 ‐ Schéma d'une soudure par faisceau d'électrons (source Soudage2000)

Domaines d'application :

Soudage des aciers inoxydables jusqu’à 100 mm, des nickels et de ses alliages jusqu’à 100 mm, des alliages d’aluminium jusqu’à 200 mm, du titane et de ses alliages jusqu’à 50 mm, du zirconium et de ses alliages jusqu’à 50 mm, du cuivre et de ses alliages jusqu’à 15 mm

Avantages du procédé : - Cette technique convient très bien aux métaux très sensibles aux gaz et en particulier à l'oxygène; - Elle permet la réalisation de joints hétérogènes - Les joints obtenus sont exempts de toute contamination et sont très étroits. - Grâce à ce procédé, il est possible d'assembler plusieurs pièces différentes à l'aplomb les unes des

autres : transparence; - Il est également possible de souder des enceintes sous vide; - Le faisceau d'électrons est le procédé de soudage qui permet d'assembler des pièces à la côte avec

une tolérance de plus ou moins 0,1 mm grâce au faible diamètre du faisceau qui avoisine 0,4 mm. Matériaux concernés : Le faisceau d'électrons permet de souder tous les métaux et alliages réputés soudables par les procédés traditionnels (aciers, aciers alliés, cuivre, inox, vanadium, zirconium, aluminium, titane…).

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3 3.2.8 ‐ Le soudage par faisceau laser (Procédé 751) Définition du procédé : Laser signifie en anglais : Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ou, en français : amplification de la lumière par émission stimulée de radiations. Le soudage laser, comme le soudage par faisceau d'électrons, fait partie des procédés de soudage dits "à haute énergie". Il repose sur la concentration en un point d'un faisceau laser, c'est à dire une source lumineuse peu divergente et de longueur d'onde déterminée. Cette concentration du faisceau appelée également focalisation permet d'obtenir au point d'impact des densités de puissance supérieure au MW/cm².

Figure 18 ‐ Schéma d'une soudure par faisceau laser

Domaines d'application : Le soudage laser est un procédé moderne exclusivement automatique, il est utilisé industriellement sur des pièces ne devant pas supporter des effets thermiques importants (aspect métallurgique et limitation des déformations). Le laser solide (YAG) est employé sur des pièces allant de 0,01 à 1,5 mm d'épaisseur, ceci essentiellement dans les industries : aéronautique, spatiale, nucléaire et électronique. Le laser à gaz est employé sur des pièces de 0,5 à 5 mm d'épaisseur, avec une précision inférieure à celle du laser solide, mais avec des vitesses plus grandes. Actuellement, on rencontre des applications sur des épaisseurs de 10 mm et même supérieure, avec des puissances dépassant 10 kW. Le laser permet d'opérer à la pression atmosphérique, mais avec une protection gazeuse de même type que celle employée pour le soudage TIG. Le laser est utilisé également en rechargement ou en traitement de surface. Avantages du procédé : - Soudage des aciers non alliés et alliés, cuivre, titane, etc.…; - Très grande vitesse d'exécution pour les faibles épaisseurs; - Soudage des matières plastiques; - Soudage possible à distance, voire à plusieurs mètres; - Soudage point par point ou soudage continu; - Très bon aspect des soudures, similaire à celui obtenu par le soudage par faisceau d'électrons; - La pénétration peut atteindre 15 mm; - Joints de très bonne qualité dans les épaisseurs de 0,1 à 1 mm; - Suivant les puissances lumineuses, le laser peut être employé pour le traitement de surface ou pour

le coupage. Matériaux concernés : Le laser est utilisable sur tous les matériaux métalliques. Le soudage du cuivre, de l'or, du platine, de l'argent, de l'aluminium et de leurs alliages exige un laser puissant.

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3 3.2.9 ‐ Le soudage par étincelage (Procédé 24) Définition du procédé : Le processus de soudage en bout par étincelage (flash Welding) est réalisé sur une machine automatique. Les pièces à souder sont maintenues par des mâchoires ou mors. L'une des mâchoires est fixe et l'autre mâchoire est mobile en translation. Les pièces sont appliquées l'une contre l'autre avec un effort de pression modéré. L'ensemble est traversé par un courant de soudage qui provoque une élévation de température par effet Joule et la fusion localisée des deux pièces dans la zone de contact des aspérités des pièces. Un mouvement de déplacement lent à vitesse constante est appliqué à la mâchoire mobile. Des effets magnétiques violents chassent le métal en fusion et génèrent des étincelles. Lorsque toute la section des pièces est en fusion, un déplacement rapide et une forte pression sont appliqués pour assurer le forgeage avec chasse des impuretés et création d'un bourrelet externe des pièces.

Figure 19 ‐Principe du soudage par étincelage

Domaines d'application : Ce procédé est essentiellement utilisé pour les assemblages qui nécessitent une qualité de soudage constante. Il peut être employé pour assembler des pièces de type jantes de véhicules, outils, arbres … Avantages du procédé : - Excellente qualité des joints soudés; - Rapidité d'exécution; - Possibilité de souder des formes très

variées; - Limitation des déformations; - Absence de préparation des bords à souder; - Possibilité d'automatisation; - Zone thermiquement affectée très faible; - Pas de protection du bain de fusion. Matériaux concernés : Applicable à la plupart des matériaux soudables, l'exemple typique d'application de cette technique est le soudage en atelier ou sur chantier de rails de chemin de fer.

Figure 20 ‐ Machine automatique de soudage par étincelage

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3 3.2.10 ‐ Le soudage par friction (Procédé 42) Définition du procédé : En soudage par friction, les pièces de révolution sont serrées l'une contre l'autre, l'une étant mise en rotation de sorte que le frottement engendre de la chaleur à l'interface des deux pièces. Quand la région du joint devient suffisamment plastique sous l'effet de l'élévation de température, on arrête la rotation et on augmente la force axiale pour forger et consolider le joint.

Figure 21 ‐ Principe du soudage par friction

Domaines d'application : Le soudage par friction est utilisé pour des diamètres de pièces allant de 5 mm à plus de 50 mm. La température de soudage qui est relativement basse donne des joints d'excellente qualité avec de nombreux métaux, y compris en soudage hétérogène. En général, une pièce est maintenue fixe alors que l'autre est mise en rotation. Il est cependant possible d'utiliser une pièce intercalaire mise en rotation entre deux pièces fixes, si bien qu'on fait deux soudures en une opération. Cela permet de souder des pièces longues ou peu maniables sans les mettre en rotation. La rotation simultanée et opposée de deux pièces est possible dans le cas des petits diamètres, mais pour ces tailles il existe d'autres procédés de soudage mieux adaptés. Au moins une des pièces et de préférence les deux doivent être circulaires, barres ou tubes par exemple. Dans ces limites, le procédé rivalise avec le soudage par étincelage, par rapport auquel il y a deux avantages : La propreté et une alimentation électrique équilibrée et stable. La puissance absorbée est d'autre part plus faible qu'en soudage par étincelage. Avantages du procédé : - Pas de métal d'apport ni de protection gazeuse; - Rendement énergétique excellent; - Opération "propre" (pas de projections ni de fumée); - ZAT très étroite; - Temps de soudage court; - Procédé de soudage facilement automatisable et facile à insérer dans une chaîne de fabrication. Matériaux concernés : Le procédé de soudage par friction permet d'assembler entre eux de nombreux matériaux de même nature et de nature différente, à partir du moment où ils sont forgeables. Cependant, ce procédé ne peut s'appliquer aux matériaux ayants un faible coefficient de frottement (fonte grise, bronze, etc…).

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3 3.2.11 ‐ Le soudage aluminothermique (Procédé 71) Définition du procédé : Le soudage aluminothermique est un procédé de soudage par coulée de métal en fusion. La chaleur nécessaire à la fusion est obtenue par la réduction de l'oxyde de fer par l'aluminium. La réaction chimique se produit lorsque le mélange est porté à une température de 1 300 °C. La durée de la réaction dure entre 30 et 90 secondes. La fusion est réalisée dans un creuset à partir d'une charge d'oxyde ferrique et d'une fine poudre d'aluminium. Des éléments d'addition peuvent être incorporés à la charge pour améliorer la qualité métallurgique du joint soudé. Le métal en fusion est déversé dans un moule de coulée. L'acier liquide fait fondre les abouts de rail et après refroidissement forme une soudure homogène.

Figure 22 ‐ Schéma d'une soudure aluminothermique

Domaines d'application : Ce procédé convient pour l'exécution des joints de section importante, pour le raboutage des rails, le rechargement ou la réparation de grosses pièces difficilement soudables. L'énergie apportée est importante ce qui ralenti la vitesse de refroidissement et permet de souder des pièces volumineuses et des aciers fortement chargés en carbone. De la même façon, le procédé est utilisé pour rabouter des ronds à béton, des connexions électriques en cuivre avec d'autres compositions de la charge. Avantages du procédé : - Formation d'une soudure homogène; - Permet d'assembler de grosses pièces de

section importante. Matériaux concernés : Acier, cuivre …

Figure 23 ‐ Soudage de deux abouts de rails par

aluminothermie

QUOI CONTRÔLER ?

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3 3.2.12 ‐ Le soudage à la molette (Procédé 22) Définition du procédé : Les pièces à souder sont superposées et sont serrées localement entre deux molettes en alliage de cuivre. L'ensemble pièces/molettes est traversé par un courant de soudage qui provoque une élévation de température par effet Joule et la fusion localisée des deux pièces dans la zone de positionnement des deux molettes. Le soudage à la molette permet d'obtenir une soudure continue et étanche lorsque le passage de courant est continu.

Figure 24 ‐ Schéma d'une soudure à la molette

Domaines d'application : Ce procédé est essentiellement utilisé pour le plaquage des tôles, par exemple cuivre sur acier, aluminium sur acier, acier inoxydable sur acier, cuivre sur nickel, etc. Une très grande variété de tôles est ainsi laminée en sandwich. Avantages du procédé : - Rapidité d'exécution; - Limitation des déformations; - Absence de préparation des bords à souder; - Possibilité de réaliser des soudures continues et étanches; - Possibilité d'automatisation. Matériaux concernés : Le soudage à la molette permet d'assembler les aciers, les aciers non alliés, les aciers inoxydables, l'aluminium, le cuivre, le nickel...

QUOI CONTRÔLER ?

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3 3.2.13 ‐ Le soudage par résistance par points (Procédé 21) Définition du procédé : Les pièces à souder sont superposées et sont serrées localement entre deux électrodes en alliage de cuivre. L'ensemble pièces / électrodes est traversé par un courant de soudage qui provoque une élévation de température par effet Joule et la fusion localisée des deux pièces dans la zone de positionnement des deux électrodes.

Figure 25 ‐ Schéma d'une soudure par résistance par points

Domaines d'application : Ce procédé, tout comme le soudage à la molette est essentiellement utilisé pour le plaquage des tôles. Avantages du procédé : - Rapidité d'exécution; - Limitation des déformations; - Absence de préparation des bords à souder; - Possibilité d'automatisation. Matériaux concernés : Aciers non alliés, aciers inoxydables…

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3 3.3 ‐ La préparation des bords Le but de la préparation est d’assurer le degré de pénétration et la facilité de l’opération nécessaires à l’obtention d’une soudure saine. Les principaux facteurs affectant le choix de la préparation sont : − le procédé de soudage − la position du soudage − la nature et l’épaisseur du métal de base − le degré de pénétration de la soudure − la possibilité de prévenir la déformation de la pièce − l’économie de métal déposé − le type de joint

La préparation bout à bout à bords droits

Figure 26 ‐ Préparation à bords droits

Dans le cas d’une préparation bout à bout à bords droits, le but est de réduire le prix de revient de la préparation des bords des tôles ainsi que la quantité de métal déposé. Cette technique est utilisable pour les procédés suivants : électrode enrobée, MIG‐MAG, TIG, l’arc sous flux.

La préparation en "V"

Figure 27‐ Préparation en "V"

Dans le cas d’une préparation en « V », le but essentiel est d’obtenir une soudure bout à bout complètement pénétrée par soudage d’un seul côté. Cette technique est utilisable pour tous les procédés de soudage conventionnels.

La préparation en "X"

Figure 28 ‐Préparation en "X"

Dans le cas d’une préparation en « X », on obtient un joint bout à bout complètement pénétré, soudé des deux côtés de façon à éviter les déformations et économiser le métal d’apport. Cette technique est utilisable pour tous les procédés de soudage conventionnels.

QUOI CONTRÔLER ?

38

3

3.4 ‐ Les défauts des soudures

L’ensemble des défauts pouvant être observés dans un assemblage soudé est répertorié et classifié dans la norme NF EN 26 520. On distingue cinq classes de défauts : − fissures − cavités − inclusions solides − manque de fusion et/ou manque de pénétration − défauts de forme

Les Fissures

Fissure longitudinale

Figure 29 ‐ Fissure longitudinale

Fissure dont la direction principale est voisine de celle de l’axe de la soudure. Elle peut se situer suivant le cas : ‐ dans le métal fondu, ‐ dans la zone de liaison, ‐ dans la ZAT, ‐ dans le métal de base.

Fissure transversale

Figure 30 ‐ Fissure transversale

Fissure dont la direction est sensiblement perpendiculaire sur l’axe de la soudure. Elle peut se situer suivant le cas : ‐ dans le métal fondu, ‐ dans la ZAT, ‐ dans le métal de base.

Fissures rayonnantes

Figure 31 ‐ Fissures rayonnantes

Groupe de fissures issues d’un même point et situées selon le cas : ‐ dans le métal fondu, ‐ dans la ZAT, ‐ dans le métal de base.

Les Cavités

Soufflure sphéroïdale

Figure 32 ‐ Soufflure sphéroïdale

Cavité formée par du gaz dont la forme est sensiblement sphérique.

Soufflures uniformément réparties

Figure 33 ‐ Soufflures uniformément réparties

Soufflures régulièrement distribuées dans le métal fondu.

Nid de soufflures

Figure 34 ‐ Nid de soufflures

Groupe de soufflures.

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39

3

Les Cavités (suite)

Soufflures alignées

Figure 35 ‐ Soufflures alignées

Soufflures alignées ou en chapelet, distribuées suivant une ligne parallèle à l’axe de la soudure.

Soufflure vermiculaire

Figure 36 ‐ Soufflures vermiculaires

Soufflure en forme de galerie de ver dans le métal résultant du cheminement des gaz. La forme et la position de ces soufflures sont déterminées par le mode de solidification et l’origine des gaz ; elles sont généralement groupées en nids et disposées en arêtes de poissons.

Piqûre

Figure 37 ‐ Piqûre

Soufflure de petite dimension débouchant en surface.

Les Inclusions Solides

Inclusion de laitier

Figure 38 ‐ Inclusion de laitier

Résidu de laitier coincé dans le métal fondu. Suivant le cas, ces inclusions peuvent être alignées (ou en chapelet) ou isolées.

Inclusion métallique

Figure 39 ‐ Inclusion métallique

Le corps solide étranger emprisonné dans la masse de la soudure est une particule de métal pouvant être du tungstène, du cuivre, …

Manque de Fusion et/ou Manque de Pénétration

Manque de fusion sur les bords

Figure 40 ‐ Manque de fusion sur les bords

Manque de fusion entre passes

Figure 41 ‐ Manque de fusion entre passes

Dans ces deux cas, on distingue un manque de liaison entre le métal déposé et le métal de base ou entre deux couches contiguës de métal déposé, ce qui se traduit par un phénomène dit de « collage »

Manque de pénétration

Figure 42 ‐ Manque de pénétration

Manque d'interpénétration

Figure 43 ‐ Manque d'interpénétration

Dans ces deux cas, on distingue une absence partielle de fusion des bords à souder, laissant subsister un interstice entre ces bords.

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40

3

Défauts de forme

Caniveau Figure 44 ‐ Caniveau

On distingue un sillon s’étendant sur une certaine longueur des bords de la soudure, dû à un manque de métal.

Morsure

Figure 45 ‐ Morsure

Le manque de métal est ici localisé sur chaque bord du cordon de soudure.

Caniveau à la racine

Figure 46‐ Caniveau à la racine

On distingue une insuffisance de métal sur les bords latéraux de la racine due à une contraction du métal de soudure.

Surépaisseur excessive

Figure 47 : Surépaisseur excessive

Le cordon de soudure est convexe suite à un excès de métal déposé lors des passes terminales.

Excès de pénétration

Figure 48 : Excès de pénétration

On distingue une excroissance de métal à la racine pour une soudure exécutée à partir d’une seule face ou à travers le métal déjà déposé pour une soudure en plusieurs passes.

Défaut d'alignement

Figure 49 : Défaut d'alignement

Le niveau prévu entre deux pièces soudées n’est pas respecté. Ce défaut s ‘exprime par la mesure d’une dénivellation.

Déformation angulaire

Figure 50 : Déformation angulaire

L’angle prévu entre deux pièces soudées n’est pas respecté.

Manque d'épaisseur

Figure 51 : Manque d'épaisseur

Une insuffisance locale ou continue de métal déposé conduit à un profil de cordon en retrait par rapport au profil correct.

Retassure à la racine

Figure 52 : Retassure à la racine

On distingue un manque d’épaisseur à la racine dû au retrait du métal fondu.

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41

3 3.5 ‐ les critères d'acceptation Ces critères d'acceptation sont issus de la Norme Internationale ISO 5817. Cette norme constitue un guide d'évaluation des niveaux des défauts dans les assemblages en acier soudés à l'arc. Elle prévoit trois niveaux de façon à être applicable à une large gamme de fabrications mécano‐soudées. Ces niveaux se rapportent à la qualité au sortir de l'atelier et non à l'aptitude à l'emploi du produit. La Norme Internationale s'applique : - aux aciers alliés et non alliés; - aux procédés de soudage suivants et à leurs sous‐catégories définies dans l'ISO 4063 :

- 11 ‐ soudage à l'arc avec fil‐électrode sans protection gazeuse, - 12 ‐ soudage à l'arc sous flux, - 13 ‐ soudage à l'arc sous protection gazeuse, - 14 ‐ soudage à l'arc sous protection gazeuse avec électrode réfractaire, - 15 ‐ soudage à l'arc plasma;

- aux procédés manuels mécanisés et automatiques; - à toutes les positions de soudage; - aux assemblages par soudures bout à bout, d'angle et piquages; - aux matériaux d'épaisseur comprise entre 3 mm et 63 mm. Limites des défauts :

Limites des défauts de niveau d'acceptation

Type Désignation du défaut

Référence ISO 6520

Remarques Exigence modérée

D

Exigence moyenne

C

Exigence élevée

B 1 Fissures 100 Tous types de fissures, sauf microfissures (h.l <

1 mm2), fissures de cratère, voir n°2

Non tolérées

2 Fissures de cratère

104 Tolérées Non tolérées

3 Soufflures et soufflures

sphéroïdales

2011 2012 2014 2017

Les conditions et les limites des défauts suivantes doivent être satisfaites : a) Dimension maximale du total de surface

projetée ou de surface de crique superficielle des défauts

b) Dimension maximale d'une soufflure isolée pour : - Les soudures bout à bout - Les soudures d'angle

c) Dimension maximale pour une soufflure isolée

4 %

d ≤ 0.5 s 0.5 a 5 mm

2 %

d ≤ 0.4 s 0.4 a 4 mm

1 %

d ≤ 0.3 s 0.3 a 3 mm

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42

3





D

Exigence moyenne

C

Exigence élevée

B 4 Nid de

soufflures 2013 La surface totale de soufflures d'un nid donné

doit être calculée en pour cent de la plus grande des deux surfaces suivantes: enveloppe circonscrite à toutes les soufflures ou cercle dont le diamètre correspond à la largeur de la soudure. La Zone poreuse admissible doit être localisée.Le risque de défauts cachés doit être pris en considération. Les conditions et les limites des défauts suivantes doivent être satisfaites: d) Dimension maximale du total de surface

projetée ou de surface de crique superficielle des défauts

e) Dimension maximale d'une soufflure isolée pour : - Les soudures bout à bout - Les soudures d'angle

c) Dimension maximale pour un nid de soufflures

16 %

d ≤ 0.5 s 0.5 a 4 mm

8 %

d ≤ 0.4 s 0.4 a 3 mm

4 %

d ≤ 0.3 s 0.3 a 2 mm

Défauts longs pour: - les soudures bout à bout - les soudures d'angle En tout cas, dimension maximale pour les soufflures allongées, les soufflures vermiculaires

h ≤ 0.5 s 0.5 a 2 mm

Non tolérées

5 Soufflures allongées, soufflures

vermiculaires

2015 2016

Défauts courts pour: - les soudures bout à bout - les soudures d'angle En tout cas, dimension maximale pour les soufflures allongées, les soufflures vermiculaires

h ≤ 0.5 s 0.5 a

4 mm ou pas plus longs

que l'épaisseur

h ≤ 0.4 s 0.4 a

3 mm ou pas plus longs que l'épaisseur

h ≤ 0.3 s 0.3 a


Défauts longs pour: - les soudures bout à bout - les soudures d'angle En tout cas, dimension maximale pour les inclusions solides

h ≤ 0.5 s

2 mm

Non tolérées

6 Inclusions solides (autres que cuivre)

300

Défauts courts pour: - les soudures bout à bout - les soudures d'angle En tout cas, dimension maximale pour les inclusions solides

h ≤ 0.5 s 0.5 a

4 mm ou pas plus longs

que l'épaisseur

h ≤ 0.4 s 0.4 a


h ≤ 0.3 s 0.3 a


7 Inclusions de cuivre

3042 Non tolérées

8 Manque de fusion (collage)

401 Toléré, mais par intermittence et sans débouchure en surface

Non toléré

QUOI CONTRÔLER ?

43

3





D

Exigence moyenne

C

Exigence élevée

B Défauts longs: Non tolérés

Défauts courts:

9 Manque de pénétration

402

Figure 53 : Manque de pénétration (1)



h ≤ 0.2 s max. 2 mm

h ≤ 0.1 s max. 1.5 mm

Non toléré

10 Mauvais ajustage et manque de pénétration soudures d'angle

Un jeu excessif ou insuffisant entre les pièces à assembler et manque de fusion.

Figure 56 : Mauvais ajustage et manque de

pénétration Les jeux dépassants la limite prévue peuvent, dans certains cas, être compensés par une augmentation correspondante de la gorge. Un léger manque de pénétration à la racine de la soudure n'est pas cause de rejet si l'épaisseur de la soudure ou la longueur du côté n'est pas inférieur à la valeur prescrite.

h ≤ 1 mm + 0.3 a,

max. 4 mm

h ≤ 0.5 mm + 0.2

a, max. 3 mm

h ≤ 0.5 mm + 0.1

a, max. 2 mm

11 Caniveau ou morsure

5011 5012

Transition douce exigée

Figure 57 : Caniveaux

h ≤ 1.5 mm h ≤ 1.0 mm

h ≤ 0.5 mm

QUOI CONTRÔLER ?

44

3 Limites des défauts de niveau

d'acceptation Type

Désignation du défaut



D

Exigence moyenne

C

Exigence élevée

B 12 Surépaisseur

excessive 502 Transition douce exigée

Figure 58 : Surépaisseur excessive

h ≤ 1mm + 0.25 b,

max. 10 mm

h ≤ 1mm + 0.15 b,

max. 7 mm

h ≤ 1mm + 0.1 b,

max. 5 mm

13 Convexité excessive

503

Figure 59 : Convexité excessive

h ≤ 1mm + 0.25 b,

max. 5 mm

h ≤ 1mm + 0.15 b,

max. 4 mm

h ≤ 1mm + 0.1 b,

max. 3 mm

14 Soudure d'angle ayant une épaisseur

totale supérieure à l'épaisseur nominale

Dans beaucoup de cas, une épaisseur totale réelle supérieure à l'épaisseur nominale peut ne pas être cause de rejet.

Figure 60 : Soudure d'angle d'épaisseur supérieure

à l'épaisseur nominale

h ≤ 1mm + 0.3 a,

max. 5 mm

h ≤ 1mm + 0.22 a,

max. 4 mm

h ≤ 1mm + 0.15 a,

max. 3 mm

Défauts longs non tolérés

Défauts courts h ≤ 0.3 mm + 0.1 a

15 Soudure d'angle ayant une épaisseur

totale inférieure à l'épaisseur nominale

Une soudure d'angle ayant une épaisseur totale apparente inférieure à l'épaisseur prescrite n'est pas considérée comme imparfaite si une profondeur de pénétration supérieure compense l'épaisseur réelle pour donner la valeur nominale.

Figure 61 : Soudure d'angle d'épaisseur inférieure à

l'épaisseur nominale

max. 2 mm max. 1 mm Non tolérées

16 Excès de pénétration

504

Figure 62 : Excès de pénétration

h ≤ 1 mm + 1.2 b,

max. 5 mm

h ≤ 1 mm + 0.6 b,

max. 4 mm

h ≤ 1 mm + 0.3 b,

max. 3 mm

17 Surépaisseur locale

5041 Tolérée Surépaisseur locale occasionnelle tolérée

QUOI CONTRÔLER ?

45

3Limites des défauts de niveau

d'acceptation Type




D

Exigence moyenne

C

Exigence élevée

B Figure A – Tôles et soudures

longitudinales h ≤ 0.25 t, max. 5 mm

h ≤ 0.15 t,max. 4 mm

h ≤ 0.1 t, max. 3 mm

Figure B – Soudures circonférentielles

h ≤ 0.5 t

18 Défaut d'alignement

507 Les limites concernent les écarts par rapport à la position correcte. Sauf indication contraire, la position correcte signifie que les axes à mi‐épaisseur coïncident. t est l'épaisseur la plus faible.

Figure 63 : Défaut d'alignement (1)

Figure 64 : Défaut d'alignement (2)

max. 4 mm max. 3 mm max. 2 mm

Manque d'épaisseur

511 Défauts longs non tolérés

Défauts courts

19

Effondrement 509

Une transition douce est requise

Figure 65 : Manque d'épaisseur

h ≤ 0.2 t, max. 2 mm

h ≤ 0.1 t, max. 1 mm

h ≤ 0.05 t,max. 0.5 mm

20 Défaut de symétrie de soudure d'angle

512 On suppose qu'une soudure d'angle asymétrique n'a pas été expressément stipulée.

Figure 66 : Défaut de symétrie

h ≤ 2 mm + 0.2 a

h ≤ 2 mm + 0.15 a

h ≤ 1.5 mm + 0.15

a

21 Retassure à la racine

Retassure

515

5013

Une transition douce est requise

Figure 67 : Retassure à la racine

h ≤ 1.5 mm h ≤ 1 mm h ≤ 0.5 mm

QUOI CONTRÔLER ?

46

3 Limites des défauts de niveau

d'acceptation Type




D

Exigence moyenne

C

Exigence élevée

B 22 Débordement 506

Figure 68 : Débordement

Défauts courts tolérés

Non tolérés

23 Mauvaise reprise

517 Tolérée Non tolérée

24 Coup d'arc 601 L'acceptation peut être conditionnée à un traitement ultérieur. L'acceptation dépend du métal de base et de la probabilité de fissuration.

25 Projections (perles)

602 L'acceptation dépend des applications.

Hauteur maximale totale des défauts

courts ∑ h

26 Défauts multiples dans une même section

/ Pour les épaisseurs s ≤ 10 mm ou a ≤ 10 mm ou moins, une étude spéciale est souvent nécessaire.

Figure 69 : Défauts multiples

0.25 s ou 0.25 a,

max. 10 mm

0.2 s ou 0.2 a, max. 10 mm

0.15 s ou 0.15 a, max. 10 mm

4

47

4 ‐ QUELLE TECHNIQUE CHOISIR ?

QUELLE TECHNIQUE CHOISIR ?

49

4

4.1‐ CONTROLE DU SOUDAGE Quel que soit le procédé de fabrication, pour obtenir des produits de qualité bien définie et constante, il importe non seulement de vérifier que les pièces terminées sont conformes, mais encore de s’assurer, qu’au cours des divers stades de fabrication, les facteurs qui agissent sur la qualité finale sont maintenus dans les normes prévues.

N’opérer qu’un contrôle final conduit, en effet, à constater qu’on a produit des pièces non conformes, lorsqu’il est trop tard pour l’éviter. Ceci est particulièrement vrai en soudage, où les facteurs qui agissent sur la qualité sont nombreux et complexes. L’objectif premier du contrôle est de :

Garantir la bonne exécution de l’assemblage d’une construction. Il comprend : ‐la prévention des défauts ‐la détection et localisation des défauts ‐l’évaluation du degré de gravité des défauts ‐l’acceptation ou le refus de la pièce, suivant l’interprétation des défauts. Le contrôle doit s’exercer à trois moments bien distincts :

• ‐avant soudage (contrôle dimensionnel, contrôle des paramètres de soudage, vérification du bon fonctionnement des équipements)

• pendant le soudage (contrôle des réglages, contrôle d’aspect) • après soudage (contrôle dimensionnel, contrôle non destructif)

Le contrôle non destructif des soudures porte sur la mise en œuvre de diverses méthodes d’examen ne mettant pas en péril la soudure ou l’assemblage réalisé. Le choix de la méthode de contrôle à appliquer dépend du type d’assemblage, de la nature des matériaux et du type d’équipement. Dans le cas d’un équipement soumis aux réglementations (directives européennes, codes de construction, normes), la méthode de contrôle à utiliser est souvent imposée par la réglementation. Les principales méthodes couramment utilisées : - Le contrôle visuel - Le ressuage - La magnétoscopie - La radiographie - La technique des ultrasons - Les courants de Foucault - Les autres technique récentes : émission acoustique, tomographie, thermographie, étanchéité


50

4 4.2 ‐ EXAMEN VISUEL (NF EN 970) Principe ‐ Mise en oeuvre L’examen visuel de l’endroit et de l’envers des soudures peut donner un certain nombre de renseignements précieux : régularité d’aspect du métal déposé, pénétration, dénivellation des bords, caniveaux, excès ou manque de métal, position et aspect des reprises, piqûres, rochage, fissures… On peut être conduit, pour déceler certains défauts peu visibles, à utiliser des loupes simples, des loupes binoculaires munies ou non de dispositifs éclairants. Pour l’examen intérieur de corps creux, on utilise des endoscopes, appareils comprenant des jeux de miroirs avec oculaire d’observation et munis d’une source lumineuse. On peut faire usage de calibres lorsque des tolérances de dimensions des soudures doivent être respectées (surépaisseurs, gorge des soudures d’angle, ..) Les instruments couramment utilisées - Règle droite ou ruban de mesure avec graduations de 1 mm - Loupe grossissante de 2 à 5 fois - Jeu de jauges ou cales de 0,1 à 3 mm - Jauge à vernier ou calibre de soudure - Miroir ou endoscope

Figure 70 ‐ Mesureur d’angle Calibre d’épaisseur Jauge de mesure Calibre selon norme EN 970

Domaine d’application

Quelques défauts de forme des soudures : Dénivellation Surépaisseur Déformation angulaire

Avantages Mise en œuvre très rapide, coût pas très onéreux Inconvénients Ne permet de contrôler que les défauts d’aspect, les dimensions et les trous et fissures apparents


51

4

4.3 – LE RESSUAGE (NF EN 571‐1) C’est un procédé qui permet de déceler les défauts de compacité débouchant en surface qui sont parfois suffisamment fins pour échapper à l’examen visuel. Dans le domaine du soudage, le contrôle par ressuage est donc fréquemment utilisé pour la recherche des défauts superficiels.

PRINCIPE : Certains produits liquides à faible tension superficielle ont la propriété de s’étendre très facilement sur les surfaces où ils sont déposés et de pénétrer dans les plus fins défauts de compacité qu’elles comportent. Le pétrole ou le gas‐oil par exemple ont cette propriété.

De tels liquides dits « pénétrant » mis en contact sur la surface d’une pièce à contrôler s’infiltrent dans les moindres défauts en quantité relativement importante si le temps d’imprégnation est suffisant.

Après cette première période, on procède à l’enlèvement du liquide pénétrant de la surface de la pièce. Ce nettoyage n’a cependant pas éliminé le liquide contenu dans les petites cavités invisibles à l’œil. En recouvrant la surface à examiner d’une fine couche de poudre absorbante, le liquide emprisonné imbibe la couche de poudre et provoque localement une tache marquant chaque emplacement de défauts débouchant. C’est le phénomène de RESSUAGE.

APPLICATIONS :

Avant soudage : Contrôle de la qualité des matériaux de construction

Pendant soudage : Contrôle sur un gougeage ou meulage pour une reprise

Contrôle entre passes Après soudage :

Recherche des défauts superficiels sur la soudure et ses abords Vérification d’étanchéité sur une soudure mono passe

AVANTAGES

- Facilité de mise en œuvre avec les produits pré émulsionnés - Facilité de mise en œuvre sur les chantiers - Bonne sensibilité de détection des défauts débouchant - Contrôle relativement économique et rapide

INCONVENIENTS

- Impossibilité de révéler les défauts internes et obstrués - Nettoyage rigoureux des pièces à contrôler - Les opérateurs doivent posséder une grande expérience - Produits inflammables volatils et nocifs - Gestion des déchets liquides rejetés à l’égout


52

4

MISE EN OEUVRE

1) Nettoyage rigoureux et efficace avec brosse métallique et dégraissage soigné avec solvant volatil non chloré de la surface de pièce à contrôler. Vérification du séchage complet de l’ensemble.

2) Application par pulvérisation du liquide pénétrant coloré ou fluorescent sur toute la surface à examiner

3) Temps d’imprégnation (de 15 à 40 minutes) du pénétrant par capillarité dans les défauts débouchant.

4) Après avoir respecté le temps d’imprégnation, élimination de l’excès de pénétrant sur la surface de la pièce à contrôler par rinçage à l’eau ou par un solvant spécial. Séchage complet avant interprétation éventuelle des défauts.

5) Application par pulvérisation du révélateur à sec ou en suspension dans un solvant volatil en une couche mince et uniforme. Le révélateur pompe le pénétrant resté dans les discontinuités des défauts débouchant. Des taches colorées apparaissent à l’endroit des défauts.

Figure 71 ‐ Mise en œuvre du ressuage

Pièce à contrôlerSolvant dégraissant

Liquide pénétrant

Imprégnation du liquide

Pièce à contrôler


Nettoyage et séchage complet de la pièce Pièce à contrôler

Révélateur



53

4 6) Interprétation du ressuage dans un délai de 7 à30 minutes après application du révélateur sous un éclairage de 500 lux minimum pour les pénétrants colorés. Interprétation sous éclairage ultraviolet pour les pénétrants fluorescent.

7) Nettoyage et élimination complète des traces de produits, séchage et remise en état de la pièce contrôlée.

EXEMPLES

Figure 72 ‐ Application du pénétrant

Figure 73 ‐ Application du révélateur et interprétation du défaut


Interprétation des défauts débouchant

Remise en état de la pièce avant réparation Nettoyant

Défaut fissure et soufflure débouchant


54

4

4.4 – LA MAGNETOSCOPIE (NF EN 1290) Ce procédé permet de mettre en évidence des défauts débouchant ou se situant à faible profondeur.

PRINCIPE

La méthode consiste à soumettre la pièce à un champ magnétique de valeur définie en fonction du produit. Si la pièce est homogène, une poudre magnétique déposée à sa surface se répand uniformément. Par contre, à l’endroit d’un défaut, les lignes de force du champ magnétique sont déviées et on constate, à cet endroit, une concentration de poudre. La poudre est constituée de particules de fer ou d’oxydes métalliques de couleur noire et brune. Elle est utilisée soit sèche, soit en suspension dans un liquide. L’aimantation de la pièce peut être obtenue de deux manières différentes :

‐ Par passage d’un courant électrique dans la pièce (faible tension, forte intensité). Le courant alternatif révèle surtout les défauts de surface alors que le courant continu décèle les défauts sous jacents. ‐ En plongeant la pièce dans un champ magnétique en la plaçant entre deux pôles d’un électro aimant ou si sa forme l’exige, en déplaçant un électroaimant le long de la zone à contrôler.

Figure 74 ‐ Magnétoscopie ‐ Electroaimant

Domaine d’application

L’examen magnétoscopique s’applique aux matériaux ferromagnétiques (aciers non austénitiques, fonte, nickel, cobalt) Il est destiné principalement à la détection des défauts superficiels débouchant ou sous‐cutanés Cette technique est couramment employée sur pièce réelle ou sur chantier pour l’examen des réservoirs, des citernes, des pipelines, des plateformes pétrolières.

Avantages :

- Les défauts sous‐jacents peuvent être détectés (de 1 à 2 mm à partir de la surface); - Economique, facile à mettre en œuvre manuellement sur chantier, résultats immédiats


55

4

Inconvénients : - Méthode de contrôle ne s'appliquant qu'à des alliages susceptibles d'être démagnétisés (aciers

magnétisables); - Difficile a mettre en œuvre pour des pièces de grandes dimensions ou de formes complexes; - Risques d'amorçage d'arc et d'échauffement des pièces en surface au niveau des contacts

électriques. - Nécessité de démagnétiser et de nettoyer les pièces après le contrôle. - Hygiène et sécurité : Utilisation de lumière ultraviolette, utilisation, stockage et élimination de

produits chimiques dont certains sont inflammables.

Mise en œuvre :

La technique nécessite trois étapes pour sa mise en œuvre : - L'excitation :

La pièce, préalablement recouverte d'un produit magnétique détecteur, est soumise à une aimantation suivant des conditions d'orientation et d'intensité du champ magnétique adaptées à sa nature et son profil.

Figure 75 ‐ Application de la magnétoscopie

- La perturbation :

Sous l'action du champ magnétique excitateur, la pièce est parcourue par des lignes d'induction dont certaines quittent le contour géométrique pour donner naissance localement à un champ de fuite dans l'air, soit en raison des changements de section, soit en raison des discontinuités présentes en surface.

A l'aplomb de chaque champ de fuite les fortes variations de l'induction jouent le rôle d'un très petit aimant sur les surfaces de pièces concernées par l'entrée et la sortie des lignes de force.

Figure 76 ‐ Champ de fuite


56

4 - La révélation :

Les fortes variations de l'induction se comportent comme un ensemble de petits aimants pouvant attirer les fines particules magnétiques contenues dans le révélateur disposé à la surface de la pièce. L'accumulation des particules et l'observation des spectres donnant des indications permettront, après analyse et interprétation de l'origine des champs de fuite, de conclure à la présence ou à l'absence de défaut préjudiciable à l'emploi. La phase d'interprétation est l'une des plus critiques dans le processus : on met en évidence à ce stade des discontinuités d'origine électromagnétique mais il reste à préciser par l'expérience l'origine de ces discontinuités et, juger éventuellement du caractère nocif de l'anomalie détectée, pour l'utilisation ultérieure de la pièce.

Figure 77 ‐ Défaut de soudure révélé par magnétoscopie

Accumulation de particules


57

4

4.5 – LES ULTRASONS (NF EN 1714 :10) La méthode repose sur la propagation d’une onde vibratoire, engendrée par un palpeur piézo‐électrique. Elle est réfléchie dès lors qu’elle rencontre un milieu différent de la nature du milieu de propagation.

Principe Un palpeur piézo‐électrique émet une impulsion acoustique d'une fréquence supérieure à 20 kHz dans la pièce à contrôler. En cas d'une défectuosité dans la pièce cette impulsion est réfléchie ("écho d'impulsion") et cette réflexion peut être reçue par le même ou un autre palpeur. Connaissant la vitesse du son qui est une constante pour chaque matériau homogène il nous est alors possible de calculer la distance qui sépare la défectuosité du palpeur en mesurant le temps de parcours de l'impulsion.

Source wikipédia

Figure 78 ‐ principe du contrôle par ultrasons

Autres variantes Le contrôle par méthode TOFD (Time of Flight Diffraction) consiste à contrôler une soudure en utilisant deux traducteurs positionnés de part et d'autre de la soudure, fonctionnant en transmission. Les traducteurs sont choisis de telle manière que le faisceau soit très divergent et qu'il "insonifie" le plus grand volume possible de la soudure si ce n'est la totalité de la soudure. Si une discontinuité est présente dans la soudure, celle‐ci va diffracter une partie de l'énergie suivant les lois habituelles de l'acoustique. C'est cette énergie diffractée qui va être récupérée par le traducteur de réception et qui va servir à localiser la discontinuité par la mesure du temps de vol.

Figure 79 ‐ Méthode TOFD (Sofranel)


58

4 La technologie multiéléments (Phased Array) consiste à utiliser des traducteurs divisés en plusieurs petits traducteurs élémentaires et à exciter chacun de ces traducteurs élémentaires avec un écart de temps (retard) qui va permettre de créer un faisceau par interférences constructives. On peut ainsi créer des faisceaux inclinés ou focalisés avec des traducteurs au contact sur des surfaces droites. En modifiant d'un tir à l'autre ces retards, le faisceau pourra être soit déplacé, soit modifié dans sa direction. On crée ainsi un phénomène de "balayage" qui est soit un balayage linéaire, soit un balayage sectoriel. De plus, on peut superposer à cela une focalisation électronique sans déplacer le traducteur ou sans adapter sa surface d'entrée. Ces technologies sont directement issues des technologies médicales et ont été adaptées aux problèmes industriels et aux matériaux industriels.

Figure 80 ‐ Méthode multiéléments (Phased Array

Dans le contrôle des soudures, le contrôle par technique "Phased Array" présente l'avantage de supprimer le mouvement de va et vient traditionnel du traducteur. En effet, celui‐ci est remplacé par un balayage électronique en utilisant des traducteurs comportant par exemple 64 éléments qui vont couvrir la totalité de la soudure. Un autre élément intéressant peut être de remplacer le contrôle sous plusieurs incidences successives (45°; 60°; 70°) par un seul passage avec un balayage sectoriel qui couvrira l'ensemble des angles compris entre 45° et 70° par exemple.

Domaine d'application

Le contrôle par ultrasons est applicable à de nombreux matériaux pourvu qu’ils ne présentent ni une trop forte atténuation ni une anisotropie importante. Les matériaux métalliques, thermoplastiques, composites, céramiques peuvent être contrôlés par ce procédé. Les ultrasons permettent la détection de tous défauts engendrant une variation locale des propriétés ultrasonores de la pièce. Le contrôle des soudures peut être effectué entre ‐20°C et 150°C. Il existe des solutions en dehors de cette gamme mais plus complexe à mettre en œuvre

Le contrôle ultrasonore est notamment utilisé pour le contrôle : ‐ des pièces moulées : retassures, vermiculures, variations locales de structure, ségrégations, porosités… ‐ des pièces forgées : retassures, criques, repli de forge. L’orientation du faisceau ultrasonore doit prendre en compte le fibrage de la pièce, ‐ des produits laminés et étirés : dédoublures, ségrégations, repliures, ‐ en service : les défauts apparaissant en service tels que fissures ou corrosions peuvent être détectés par ultrasons. Cependant, les fissures de fatigue peuvent ne pas être décelées si elles sont trop resserrées ainsi que les fissures de corrosion sous tension en raison des produits qu'elles contiennent. ‐ des soudures avant et après traitement thermique. Le contrôle par ultrasons peut être appliqué avec profit aux soudures réalisées sur les aciers non alliés et faiblement alliés de nuance ferritique ainsi que sur les alliages légers.


59

4Le contrôle des soudures sur aciers austénitiques est réalisable, mais nécessite la mise au point d’une procédure particulière. Avant soudage, il est nécessaire d'effectuer, dans le cas des tôles et des produits forgés, un contrôle par ultrasons pour détecter des défauts pouvant gêner le contrôle après soudage (délaminage, ségrégation, anisotropie, dans le cas des tôles ; retassures, criques, repli de forges dans le cas des produits forgés).. Pendant soudage, le contrôle ultrasonore peut être effectué mais est délicat de mise en oeuvre car le remplissage partiel de la soudure peut gêner le contrôle. Après soudage, le contrôle ultrasonore est bien adapté pour le contrôle des épaisseurs soudées comprises entre 8 et 100 mm mais est adaptable en dehors de cette fourchette. Grâce aux techniques d'examen mises en œuvre, tous les types de soudure peuvent être examinées (bout à bout, d'angle et à recouvrement

Avantages - Contrôle possible de compacité de la totalité d'un volume donné - Positionnement des indications détectées dans l'épaisseur - Haute sensibilité de détection des défauts, notamment pour la recherche des défauts plans; - Localisation et dimensionnement des défauts; - Examen à partir d'une seule face souvent suffisant; - Détection instantanée, se prête bien à l'automatisation; - Transportabilité

Inconvénients - Pour les contrôles "manuels" une grande expérience des opérateurs est nécessaire; - Méthode impliquant un très haut niveau de technicité; - Sensible à la géométrie (formes, rugosité, zones mortes); - Assujetti à un couplage pièce / traducteur; - Nécessite absolument l'utilisation de blocs de référence difficiles à fabriquer; - Sensible à la nature et à l'orientation des défauts; - Technique souvent très coûteuse (investissement, temps de contrôle).

Mise en œuvre L'opérateur déplace le "palpeur" sur la surface de la pièce à contrôler (préalablement enduite d'un produit de couplage) selon un mode opératoire appelé plan de sondage qui permet d'assurer l'exploration de tout ou partie de la pièce à contrôler. Pendant cette exploration, l'opérateur doit surveiller l'apparition d'échos sur l'écran de contrôle (par ex: écran d'oscilloscope) dont la position (la position permet de localiser le réflecteur) et l'amplitude (l'amplitude de l'écho permet d'estimer l'importance du défaut) sont révélateurs d'une anomalie. Lorsque le seuil de prise en compte est atteint, il est alors nécessaire de caractériser l'anomalie à l'aide d'une pièce de référence (témoin) afin d'identifier la nature du défaut.

Figure 81 Exemples d’applications


60

4

Matériels nécessaires Méthode conventionnelle

Figure 82 ‐ sondes et analyseurs ‐ Sofranel

Méthode TOFD

Figure 83 ‐ Méthode TOFD ‐ Metalscan ‐ Olympus

Méthode Phased Array

Figure 84 ‐ méthode Phased Array ‐ matériels Olympus


61

4

4.6 – LA RADIOGRAPHIE (EN 444 ‐ EN 1435 ‐ EN 462) Ce procédé permet de déceler les défauts de compacité orientés favorablement par rapport au rayonnement électromagnétique issu d’un générateur de rayons X ou d’un radioélément artificiel.

Principe Le contrôle est basé sur l’absorption différentielle du rayonnement X ou gamma. Les différences de rayonnement qui émergent de la pièce engendreront sur le film une « image latente » qui sera ensuite révélée par voie chimique ou depuis peu par voie numérique.

Figure 85 ‐ principe de la radiographie

Radioscopie écran Si‐amorphe ‐ acier carbone épaisseur 12 mm (avec RX 150 kV)‐ source AFIAP

Figure 86 ‐ Radionumérique plaques phosphores ‐ acier carbone épaisseur 4 mm (avec RX 100 kV)

Le film radiographique classique est remplacé par un écran photostimulable qui après exposition permet d'obtenir une image numérique en temps réel. Le principe de cet écran repose sur la propriété de certains phosphores à capturer une image latente lors de leur exposition à un flux de photons X ou gamma. Cette image latente est formée par les électrons piégés à un niveau d'énergie supérieur lors de l'interaction des cristaux de phosphore avec les photons incidents sur l'écran. L'écran est ensuite lu au moyen d'un balayage par un faisceau laser à haute résolution qui stimule les électrons piégés. C'est la photostimulation. Elle entraîne une luminance située dans le spectre visible. Cette lumière est ensuite mesurée à l'aide d'un photomultiplicateur, numérisée et ensuite stockée dans la mémoire de l'ordinateur en fonction de la position du faisceau laser sur l'écran. L'écran peut ensuite être effacé par une source de lumière blanche interne qui provoque le retour à l'état initial de tous les électrons piégés.


62

4 Le nombre de photons lumineux mesurés est proportionnel au nombre d'électrons piégés qui est proportionnel au nombre de photons X ou gamma qui ont interagi avec l'écran. Ceci permet de révéler sous la forme d'une image numérique la dose réelle reçue sur l'écran. Du fait de la proportionnalité de ces mécanismes, la courbe caractéristique de cet écran est une droite linéaire contrairement à celle du film argentique qui a la forme d'un S. L'opérateur dispose d'outils numériques de mesure et de traitement pour délimiter les zones endommagées et en déterminer l'importance. Les mesures associées aux images sont ensuite sauvegardées sur un CD‐ROM. (Source IS groupe)

Domaines d'application : Détection des défauts en surface et internes des pièces, comme par exemple hétérogénéités, inclusions et porosités, en les soumettant à une radiation en rayon X, réglable en intensité et en temps de pose, dépendant de l' épaisseur du matériau à traverser, pour irradier un film. L'absorption variable du rayonnement, dépendant des hétérogénéités de la pièce contrôlée, forme une image directe du défaut sur le film.

Avantages : - Détection de surface ou volumique dans tous les matériaux; - Energies X disponibles : De quelques KeV jusqu'à 15 MeV; - Possibilité de radiographier des formes complexes et des épaisseurs d'acier variant de quelques

micromètres à 600 mm; - Dimensionnement et identification possibles des défauts; - Sensibilité de détection des défauts très élevée pour certaines techniques; - Sensibilité de détection de l'ordre de quelques ųm avec grossissement; - Examen possible en temps réel (radioscopie); - Pas de zone morte sous la surface; - Conservation possible des radiogrammes plusieurs dizaines d'années; - Transportabilité.

Inconvénients : - La sensibilité de détection des défauts dépend des dimensions de la source et de son énergie, de la

position et de l'épaisseur de la pièce, de la sensibilité du film… - Difficulté de localiser les défauts en profondeur; - Coûts de fonctionnement élevés; - L'interprétation des radiogrammes est souvent délicate et nécessite une formation des opérateurs

de niveau élevé ainsi qu'une grande expérience.

Inconvénients en Hygiène et Sécurité : - Les rayonnements utilisés sont dangereux et peuvent provoquer des maladies professionnelles

graves; - Les opérateurs doivent posséder le C.A.M.A.R.I. pour pouvoir manipuler les différentes sources; - Les opérateurs sont classés travailleurs de catégorie A et portent un dosimètre individuel; - La réglementation est souvent très contraignante.


63

4

Mise en œuvre : - La source de rayonnement ionisant (générateur à rayons X ou source radioactive gamma) et le film

radiographique (ou la caméra) sont placée de part et d'autre de la pièce à contrôler. - La pièce est soumise au rayonnement.

Pendant cette phase, les rayons électromagnétiques de faible longueur d'onde sont partiellement absorbés par les hétérogénéités du milieu en traversant la paroi du matériau irradié. Le faisceau impressionne le film radiosensible en fonction des rayonnements transmis à travers la pièce contrôlée pour donner naissance à l'image radiographique.

- Le film radiographique est développé. La présence d'un défaut se traduit par une variation de l'absorption du rayonnement émis et donc par une variation de la densité optique du film à l'endroit du défaut.

Figure 87 ‐ Sources radiographiques X et Y

Figure 88 ‐ Applications contrôles radiographiques


64

4

4.7 – LES COURANTS DE FOUCAULT (EN 1711) Ce procédé ne s’applique qu’aux matériaux métalliques, il permet :

- de localiser des défauts de surface ou à faible profondeur - de trier des pièces de nature différente - d’apprécier la qualité d’un traitement (thermique ou métallurgique).

Principe : Une bobine d’induction parcourue par un courant alternatif induit des courants dans les couches superficielles d’un matériau conducteur de l’électricité. Ces courants induits, phénomène électromagnétique connu depuis un siècle, portent le nom de « courants de Foucault », du nom du physicien français qui en a établi l’existence. Un défaut, une variation de géométrie, de conductibilité (nuance du métal) modifient les courants de Foucault. Cette modification détectée par le circuit inducteur est traduite sur un écran de contrôle. Ce procédé se prête bien aux applications automatisées.

Figure 89 ‐ principe du contrôle par courants de Foucault

Domaine d'application : Les techniques de contrôle utilisant les courants de Foucault sont utilisées pour effectuer les opérations suivantes

• tri de nuances, • détection des effets de la chaleur sur les alliages d'aluminium comme par exemple la surchauffe

de composants aéronautiques, • vérification qu'un traitement thermique est effectif par estimation de la dureté du matériau, • mesure d'épaisseur de revêtements (conducteurs non magnétique sur substrat magnétique ou

isolants sur substrat conducteur…), • recherche de défauts sur produits en sortie de fabrication (tubes, rails, barres…), • suivi d'installations et de matériels en service, • contrôle d'échangeurs tubulaires, condenseurs ... de l'industrie nucléaire et de l'industrie

chimique en vue de détecter des corrosions, érosions, chocs, fissures, dans les secteurs, • recherche de fissures et de corrosions dans les structures aéronautiques, • mesure d'épaisseur de matériaux amagnétiques, • contrôles de soudures ne présentant pas de vagues de solidifications de soudage trop marquées, • recherche d'endommagement d'un matériau revêtu


65

4

Avantages : - Recherche de défauts situés à des profondeurs variables; - Les défauts peuvent être obstrués; - Possibilité de contrôle automatique et en continu de pièces longues et profilées; - Permet d'effectuer des mesures dimensionnelles; - Permet le tri de pièces dont la conductivité électrique est différente; - Haute sensibilité de détection des défauts, une appréciation de la profondeur est possible; - Permet la discrimination des différents types de défauts; - Autorise des vitesses de défilement élevées, le capteur n'est pas nécessairement au contact de la

pièce; - Parfaitement adapté aux contrôles de maintenance; - Transportabilité; - Absence d'inconvénients liés à l'environnement ou à l'hygiène et à la sécurité.

Inconvénients : - Méthode de contrôle ne s'appliquant qu'a des matériaux électroconducteurs; - Difficile à mettre en œuvre pour l'examen complet de pièces de formes complexes; - Méthode de contrôle local peu adaptée à des balayages rapides de surfaces importantes; - L'interprétation des signaux est délicate et nécessite une formation spécifique des opérateurs de

niveau élevé.

Mise en œuvre : - L'opérateur crée localement des courants induits (courants de Foucault) par l'intermédiaire d'une

bobine d'induction (solénoïde) parcourue par un courant alternatif. Ces courants induits sont observés sur un écran de contrôle (écran d'oscilloscope ou cadran de galvanomètre) où ils forment une figure appelée figure de Lissajous.

- La présence d'un défaut se traduit par la variation de l'impédance du solénoïde sur l'écran de contrôle.

- L'opérateur identifie ensuite le défaut par comparaison avec une pièce de référence comportant des anomalies représentatives et spécifiques des phénomènes recherchés. Cette phase nécessite des opérateurs de niveau élevé, car l'interprétation des signaux est délicate.

Figure 90 ‐ Contrôle d'un tube par courants de Foucault


66

4

4.8 – LES AUTRES TECHNIQUES 4.8.1 – L'émission acoustique Le contrôle par émission acoustique est une méthode relativement nouvelle permettant de détecter et de localiser les défauts à un stade très précoce dans les structures mécaniques, les réservoirs sous pression, les conduites, les soudures, etc. Dans le cas des structures critiques, une instrumentation à émission acoustique peut rester à "l'écoute" en permanence afin de signaler des défauts lorsqu'ils se produisent. L'émission acoustique peut être définie comme étant une onde élastique, générée par la libération d'une énergie emmagasinée à l'intérieur d'une structure.

Avantages : - Détection à distance des défauts; - Méthode intégrale (la structure entière est

contrôlée); - Installation rapide de l'instrumentation; - Haute sensibilité; - Permet de contrôler des endroits à accès

difficile; - Détection des défauts actifs; - Peut fonctionner avec des faibles charges; - Permet dans certains cas de prévoir la

charge de défaillance.

Inconvénients : - La structure doit être chargée; - L'activité de l'émission acoustique est très

dépendante du matériau; - Des bruits électriques et mécaniques

peuvent créer des interférences; - Précision limitée de localisation; - Information limitée quant à la nature du

défaut; - L'interprétation des résultats peut être

difficile.

4.8.2 – La tomographie

Principe : La tomographie fournit une image 2D virtuelle d'une coupe d'un objet. Cette image représente la cartographie de l'atténuation d'un pinceau de rayons X traversant la tranche de l'objet sous diverses incidences. Les images sont obtenues par reconstruction algorithmique à partir des différentes mesures.

Avantages : - La grande variété des domaines d'application de la tomographie dans le domaine industriel

(l'aéronautique, la métallurgie des poutres, le secteur automobile, l'armement, les matériaux composites et plastiques, la pétrochimie, l'agroalimentaire);

- La complémentarité avec la radiographie conventionnelle; - Les images numériques fournissent des paramètres quantitatifs inaccessibles aux autres méthodes

de CND. - La tomographie permet de pouvoir analyser la matière au cœur des objets directement sans les

altérer, en supprimant par la même le problème de la représentativité des échantillons.


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4

Inconvénients : - Les principales difficultés liées à la méthode sont dues à l'extrême variété des appareillages et des

modes de fonctionnement de ceux‐ci; - Grande diversité des matériaux contrôlables; - Grande diversité des objectifs demandés.

4.8.3 – La thermographie

Principe : Thermographie impulsionnelle : Elle consiste à déposer à un instant T0, une impulsion spatialement uniforme de chaleur sur la surface de la pièce à contrôler et à observer l'évolution de la température de surface au cours du transfert de chaleur par conduction dans l'épaisseur. La présence d'une discontinuité dans le matériau perturbe le flux thermique ce qui se traduit par un écart de température appelé contraste thermique. La mesure de ce contraste et de l'instant T pour lequel il est maximum renseigne sur la nature et la profondeur du défaut. Thermographie modulée : Dans ce cas, l'apport de chaleur est périodique et la présence d'une discontinuité se traduit par un déphasage entre l'évolution de la température de surface du matériau sain et celle du matériau défectueux.

Méthodes : Méthode surfacique : L'apport de chaleur et l'observation se font sur un élément de surface de la pièce à contrôler. On enregistre une séquence d'images qui décrit l'évolution de la température de surface au cours du temps et en chaque point de la zone contrôlée. Méthode linéique : Cette méthode est dérivée de la Thermographie impulsionnelle. L'apport de chaleur se fait par le déplacement à vitesse constante de la pièce à contrôler devant une rampe de chauffage linéaire perpendiculaire à la direction du déplacement. L'observation se fait suivant une ligne parallèle à la ligne de chauffage, placée à une distance correspondant à l'instant d'observation (contraste maximum). On enregistre une image pour chaque passe. Face avant : L'observation et la stimulation se font du même côté de la pièce.

Face arrière : L'observation et la stimulation se font de part et d'autre de la pièce.

4.8.4 – L'étanchéité

Principe : Le test d'étanchéité s'applique sur des récipients ou tout appareil destiné à contenir un liquide ou un gaz (enceinte, réservoir, échangeur, canalisation, tuyauterie). Le récipient est rempli d'un liquide (eau) ou d'un gaz sous pression (air, ammoniac, hélium, gaz halogène). Un détecteur placé à l'extérieur du récipient permet de localiser une fuite du gaz emprisonné mettant en évidence un défaut d'étanchéité. Le test d'étanchéité constitue un outil précieux pour vérifier l'étanchéité d'une soudure, mais le contrôle reste "global" car le défaut décelé n'est analysé qu'en surface.


68

4

4.9 – TABLEAU DE SYNTHESE Tableaux indicatifs, montrant quelle méthode de contrôle peut‐être utilisée plus avantageusement pour différents défauts.

METHODES DE CONTROLE UTILISABLES

DEFAUTS

Visuel

Ressuage

Magné

toscop

ie

Ultrason

s

Radiograph

ie

Courants de Foucault

Dans des pièces non ferro‐magnétiques En surface dont la rugosité correspond à un usinage grossier (rabotage), non oxydé et accessible

Dans des pièces non accessibles, sans exigence de qualité de l'état de surface Dans des pièces d'une géométrie irrégulière, rainures, nervures, épaisseur variable, etc.

Directe avec ou sans grossissement Directe, par révélation d'un produit, appliqué sur la surface, montrant l'endroit et l'importance du défaut

Directe, sur une épreuve photographique, montrant la forme, l'importance et l'emplacement du défaut interne

Visualisation

Sur un tube cathodique, demandant ensuite une interprétation par l'utilisateur


69

4

METHODES DE CONTROLE UTILISABLES

App

lications

TYPES DE DEFAUTS

Visuel

Ressuage

Magné

toscop

ie

Ultrason

s

Radiograph

ie

Courants de Foucault

Porosité Discontinuité apparente à la surface se produisant si deux flots liquides se rencontrent

Vides Fontes

Impuretés non métalliques Couture à la surface, venant d'un alliage des pointes fines et aiguës, forgé ensuite dans la surface du métal chaud

Inclusions Eclatement Pi

èces

forgées

Fissures Fissures venant d'un pliage du métal à la surface Marques de laminage Inclusions

Prod

uits

laminés

Séparations ou défauts internes, en général du métal, alignés en parallèle de la surface laminée

Mauvaise extrusion, due à une surface oxydée du billette Fusions incomplètes Pénétration incomplète en profondeur Fissures Impuretés non métalliques So

udures

Porosité Usures venant des déformations excessives d'un usinage Fissures venant d'un traitement thermique Fissures superficielles venant d'une rectification avec échauffement trop important du métal

Fissures venant de la réduction de la ductilité d'un métal, dues à un traitement physique (déformation à froid) ou chimique

Prod

uits finis

Fissures du revêtement métallique Fissures de fatigue Concentration excessive de contraintes

Mainte

nance

Corrosion Fissures et inclusions Décollage des surfaces métalliques Epaisseurs des couches non ferromagnétiques sur des supports ferromagnétiques

Matériaux

compo

sites

Epaisseurs des couches non‐conductrices, sur des supports non ferromagnétiques

5

71

5 ‐ QUI PEUT LES METTRE EN ŒUVRE ?

QUI PEUT LES METTRE EN OEUVRE ?

5

73

5.1 ‐ Le rôle de la COFREND La COnfédération FRançaise pour les Essais Non Destructifs (COFREND), créée en décembre 1988, a pour mission de : - Constituer une structure d'échange d'expériences et d'informations pour tous les partenaires

concernés par les essais non destructifs, tant au niveau sectoriel que régional; - Favoriser le développement des recherches scientifiques et techniques relatives aux essais et aux

contrôles non destructifs, faites dans les entreprises et organismes de recherche français publics et privés et contribuer à leur coordination;

- Recueillir et diffuser par tous les moyens appropriés, les résultats des études et recherches faites dans ces domaines respectifs;

- Définir et gérer le système national de certification de compétence des personnels de contrôles non destructifs;

- Assurer une coordination organisée entre, d'une part les spécialistes des essais non destructifs et, d'une façon plus générale, les entreprises et organismes intéressés (utilisateurs, constructeurs de matériel, prestataires de services, organismes de formation, laboratoire de recherche) et, d'autre part :

- Les pouvoirs publics, - Les instances de normalisation (AFNOR et bureaux de normalisation), - Les associations homologues à l'étranger et notamment les organisations

internationales (ICNDT) et européennes (EFNDT); - Constituer une instance d'organisation et de concertation pour les manifestations nationales et

régionales concernant les essais non destructifs (conférences, expositions de matériels…) et sur la participation française aux manifestations étrangères ou internationales;

- Favoriser l'enseignement et la formation dans le domaine des essais non destructifs. La COFREND regroupe l’ensemble des professionnels concernés par les essais non destructifs en 5 collèges :

A‐ établissements et services publics, organismes à but non lucratifs et associations B‐ entreprise publiques ou privées utilisatrices des matériels END C‐ constructeurs ou distributeurs de matériels D‐ entreprise ou organismes prestataires de services E‐ personnes physiques, experts adhérents à titre personnel

QUI PEUT LES METTRE EN OEUVRE ?

74

5

5.2 ‐ La certification des agents de contrôle La COFREND certifie la compétence des agents de Contrôle Non Destructif opérant dans les huit secteurs industriels suivants : - Selon la Norme NF EN 473 :

- Fonderie; - Sidérurgie; - Tubes d'Acier et Produits Connexes; - Constructions Métallurgiques et Soudage; - Gros Equipements et Mécanique; - Maintenance Ferroviaire; - Plurisectoriel.

- Selon la Norme pr EN 4179 : - Tout le secteur Aérospatial.

Dans chaque secteur, une certification concerne un agent pour un niveau de qualification (3 niveaux : 1, 2 et 3 sont définis par les normes ci‐dessus) et pour une méthode de contrôle précise (Ultrasons UT, Radiographie RT, Magnétoscopie MT, Ressuage PT, Courants de Foucault ET, Etanchéité LT, Examen Visuel VT et Emission Acoustique AT). Chacun des huit secteurs est organisé dans un "Comité Sectoriel de Certification".

Secteur industriel Certification

Fonderie CND réalisés sur des pièces moulées en alliages ferreux et non ferreux.

Sidérurgie CND réalisés en sidérurgie sur les produits en acier à l'exception des tubes et pièces moulées

Tubes d'Acier et Produits Connexes

CND réalisés sur des tubes d'acier (sans soudures et soudés) et des produits connexes tels que tés, réductions, fonds, ébauches de plaques tubulaires ou bouteilles.

Constructions Métallurgiques et Soudage

CND réalisés en Chaudronnerie (appareils à pression, tuyauterie), Mécano‐soudage (ossatures et charpentes), Constructions navales et Maintenance industrielle. Les applications couvertes ont en commun le soudage.

Gros Equipements et Mécanique

CND appliqués aux soudures d'assemblages et aux matériaux (produits laminés, forgés, moulés, matricés) ; aux équipements mécaniques, mécano‐soudés, chaudronnés ainsi qu'aux composants mécaniques (boulons, roulements…).

Maintenance Ferroviaire CND réalisés sur des matériels roulants ferroviaires (maintenance uniquement).

Plurisectoriel Avec deux sous‐secteurs :

- Domaine sub‐aquatique; - Maintenance électronucléaire.

CND liés à la réception, la fabrication, l'installation et la maintenance dans les domaines des pièces moulées, forgées, soudures, tubes et produits corroyés.

Secteur Aérospatial CND réalisés dans l'industrie aérospatiale.

6

75

6 ‐ OÙ SE RENSEIGNER ?

OÙ SE RENSEIGNER ?

6

77

Nous présentons dans ce chapitre une liste non exhaustive de structures qui peuvent être contactées pour tout renseignement.

6.1 ‐ La COFREND

COFREND 1, rue Gaston Boissier 75724 PARIS Cedex 15 Tél : 01 44 19 76 18

6.2 ‐ Les centres de certification agréés pour les contrôles non destructifs des soudures*

Niveau Centre d'examen Coordonnées 1 & 2 Yutz (Locaux IS) Tél : 03 82 59 86 31 1 & 2 Lyon – Corbas (Locaux IS) Tél : 04 78 20 60 07 1 & 2 Port de Bouc (Locaux IS) Tél : 04 42 06 25 98 3 Villepinte (Locaux COMES) Tél : 01 49 90 36 00

* (Centres d'examens agréés par le Comité COnstructions Métallurgiques et Soudage)

6.3 ‐ Les principaux organismes dispensant la formation continue en CND

Organisme Coordonnées

CACEMI – CNAM 292, rue Saint‐Martin 75141 PARIS Cedex 03 Tél : 01 40 27 24 49

CEGELEC 6, rue Zamenhof – BP 129 26303 BOURG‐DE‐PEAGE Cedex Tél : 04 75 70 73 91

Centre de Formation et de Perfectionnement du Hainaut (CFPH) Pôle Industriel

Rue des Cligneux – BP 83 59330 HAUTMONT Tél : 03 27 66 21 00

CEP Industrie BP 405 ZI des Béthunes 95310 St OUEN L'AUMONE Tél : 01 34 40 31 31

CETIM 52, av. Félix Louat 60304 SENLIS Cedex Tél : 03 44 67 34 06

Euro Physical Acoustics 27, rue Magellan 94373 SUCY EN BRIE Cedex Tél : 01 49 82 60 40

Gie Ndt Expert 1, av. Léon Foucault 31770 COLOMIERS Tél : 05 34 36 12 00

IFAT SARL Espace Entreprises de Mâcon‐Loché 71000 MACON Tél : 03 85 35 63 60

OÙ SE RENSEIGNER ?

78

6

Organisme Coordonnées

Institut National de Plongée Professionnelle (INPP)

Port de la Pointe Rouge Entrée n°3 13008 MARSEILLE Tél : 04 96 14 09 40

INSA – CAST BP 2132 69603 VILLEURBANNE Cedex Tél : 04 72 43 84 00

Intercontrôle FRAMATOME ANP 13, rue du Capricorne – SILIC 431 94583 RUNGIS Cedex Tél : 01 49 78 41 53

IS Services SA ZI de Cormontaigne Bâtiment Formation 57970 YUTZ Tél : 03 82 59 13 80

SGS Qualitest Industrie Domaine de Corbeville Ouest 91400 ORSAY Tél : 01 69 33 69 70

SOFRANEL 59, rue Parmentier 78500 SARTROUVILLE Tél : 01 39 13 82 36

SREM technologies ZI Nord Rue des Frères Chappe 72200 LA FLECHE Tél : 02 43 48 15 10

Université de Reims Champagne‐Ardenne

UFR Sciences Campus du Moulin de la Housse – BP 1039 51687 REIMS Cedex 2 Tél : 03 26 91 34 13

79

Annexes 1 : Liste des principales normes 2 : Quelques fournisseurs de matériel de contrôle

3 : Représentation des soudures 4 : Identification des Gaz utilisés en soudure 5 : Bibliographie 6 : Glossaire

ANNEXE 1

81

1‐ LISTE DES PRINCIPALES NORMES

(Liste non exhaustive)

Référence Edition Objet

NF E 52‐109‐2 déc‐90 Levage et manutention – Assemblages soudés – Partie 2 : Classes de qualité de soudure – Etendue des contrôles non destructifs (remplace NF E52‐109 : 1986)

NF EN 444 avr‐94 Essais non destructifs – Principes généraux de l'examen radiographique à l'aide de rayons X et gamma des matériaux métalliques

NF EN 571‐1 sept‐97 Essais non destructifs –Examen par ressuage – Partie 1 : Principes généraux (remplace NF A 09‐120 : 1984)

NF EN 970 mai‐97 Contrôle non destructif des assemblages soudés par fusion – Contrôle visuel

NF EN 10246‐1 août‐96

Essais non destructifs des tubes en acier – Partie 1 : Contrôle automatique électromagnétique pour vérification de l'étanchéité hydraulique des tubes en acier sans soudure et soudés ferromagnétiques (sauf à l'arc immergé sous flux en poudre)

NF EN 10246‐7 août‐96

Essais non destructifs des tubes en acier – Partie 7 : Contrôle automatique par ultrasons sur toute la circonférence pour la détection des imperfections longitudinales des tubes en acier sans soudure et soudés (sauf à l'arc immergé sous flux en poudre) –(remplace NF A49‐870 : 1987, NF A49‐890 : 1986)

NF EN 12062 oct‐97 Contrôle non destructif des assemblages soudés – Règles générales pour les matériaux métalliques

NF EN 12517 sept‐98 Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par radiographie des assemblages soudés – Niveaux d'acceptation

NF EN 1289 août‐98 Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par ressuage des soudures – Niveaux d'acceptation

NF EN 1290 août‐98 Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par magnétoscopie des assemblages soudés

NF EN 1291 août‐98 Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par magnétoscopie des soudures – Niveaux d'acceptation

NF EN 1330‐1 août‐99 Essais non destructifs – Terminologie – Partie 1 : Liste des termes généraux

NF EN 1330‐2 août‐99 Essais non destructifs – Terminologie – Partie 2 : Termes communs aux méthodes d'essais non destructifs

NF EN 1330‐3 déc‐97 Essais non destructifs – Terminologie – Partie 3 : Termes pour le contrôle radiographique industriel. (remplace NF A09‐200 : 1985)

NF EN 1330‐4 juil‐00 Essais non destructifs – Terminologie – Partie 4 : Termes utilisés en contrôles ultrasonores (remplace NF A 09‐300 : 1987)

NF EN 1330‐5 oct‐98 Essais non destructifs – Terminologie – Partie 5 : Termes utilisés en contrôle par courants de Foucault (remplace A09‐150 : 1988)

NF EN 1330‐8 oct‐98 Essais non destructifs – Terminologie – Partie 8 : Termes utilisés en contrôle d'étanchéité (remplace A09‐450 : 1988)

ANNEXE 1

82

Référence Edition Objet

NF EN 1330‐9 avr‐00 Essais non destructifs – Terminologie – Partie 9 : Termes utilisés en contrôle par émission acoustique (remplace NF A09‐350 : 1984)

NF EN 1435 oct‐97 Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par radiographie des assemblages soudés (remplace NF A89‐550 : 1987, NF A89‐551 : 1987, NF A89‐552 : 1987, NF A89‐562 : 1987)

NF EN 1712 nov‐97 Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par ultrasons des assemblages soudés – Niveaux d'acceptation.

NF EN 1714 oct‐97 Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par ultrasons des assemblages soudés

NF EN 25817 nov‐92 Assemblages en acier soudés à l'arc – Guide des niveaux d'acceptation des défauts

NF EN 26520 fév‐92 Classification des défauts dans les soudures par fusion des métaux, avec les commentaires explicatifs (remplace NF A89‐230)

NF EN 30042 juil‐94 Assemblages en aluminium et alliages d'aluminium soudables soudés à l'arc – Guide des niveaux d'acceptation des défauts

NF EN 473 déc‐00 Essais non destructifs – Qualification et certification du personnel END – Principes généraux (remplace NF EN 473 : 1993 et FD CR 12459 : 1996)

NF EN 970 mai‐97 Contrôle non destructif des assemblages soudés par fusion – contrôle visuel

NF EN ISO 13919‐1 oct‐96 Soudage – Assemblages soudés par faisceau d'électrons et par faisceau laser – Guide des niveaux de qualité des défauts – Partie 1 : Acier

NF P 22‐473 août‐86 Construction métallique – Assemblages soudés – Etendues des contrôles non destructifs

XP A 89‐022 janv‐97

Soudage – Soudage électrique à l'arc des éléments de fixation –Classes d'exécution, étendue des contrôles et essais, critères d'acceptation des défauts pour le soudage en production des goujons et des éléments de fixation

ANNEXE 2

83

2 ‐ QUELQUES FOURNISSEURS DE MATÉRIEL DE CONTRÔLE (Liste non exhaustive)

Secteur*

Enseigne Coordonnées V R M U R F Agfa‐Gevaert SA 274‐276, av. Napoléon Bonaparte

BP 301 92506 RUEIL MALMAISON Cedex Tél : 01 47 32 72 72

xx

Anafab 3, av. Marcel Dassault 78310 COIGNIERES Tél : 01 34 61 24 33

xx xx

Babb'Co 3, av. Nagelmackers BP 23 78450 VILLEPREUX Tél : 01 30 80 81 82

xx xx

Controlab 21, rue de Clichy 93584 SAINT‐OUEN Cedex Tél : 01 49 48 94 50

xx xx xx xx xx

Chemetall 51, rue Pierre BP 310 92111 CLICHY Cedex Tél : 01 47 15 38 39

xx xx

IC Escoffier PA de la route des lacs BP 612 27106 VAL DE REUIL Cedex Tél : 02 32 63 35 00

xx xx xx xx xx

Kodak France 26, rue Villiot 75594 PARIS Cedex 12 Tél : 01 40 01 46 10

xx

Krautkramer France 68, chemin des Ormeaux 69760 LIMONEST Tél : 04 72 17 92 20

xx

Métalscan Rue Désiré Gilot 71100 SAINT REMY Tél : 03 85 90 07 50

xx

Mitutoyo 123, rue de la Belle Etoile ZI Paris Nord II ‐ BP 50267 95957 ROISSY CDG Cedex

xx

R/D Tech Europe 3, av. de la Baltique ZA Courtaboeuf n°1 91940 VILLEBON‐SUR‐YVETTE Tél : 01 69 18 99 20

xx xx

Sofranel 59, rue Parmentier 78500 SARTROUVILLE Tél : 01 39 13 82 36

xx xx xx xx xx

* V = Contrôle Visuel; R = Ressuage; M = Magnétoscopie; U = Ultrasons; R = Radiographie; F = Courants de Foucault.

ANNEXE 3

84

3 ‐ REPRÉSENTATION DES SOUDURES Les plans de fabrication d'un ensemble soudé comportent souvent des indications graphiques particulières relatives à l'exécution des soudures. Cette symbolisation graphique est normalisée suivant la norme NF EN 22553 de Août 1994 et comporte plusieurs éléments symboliques. 1 ‐ Symbolisation élémentaire

La symbolisation élémentaire rappelle la forme de la soudure et ne préjuge pas du procédé utilisé.

Type de soudure

Symbole Type de soudure

Symbole

Sur bords relevés

En ligne continue avec

Sur bords droits

D'angle

En V

Par points

En demi V

En V à flancs droits

En Y

En demi V à flancs droits

En demi Y

Sur chant

En U (ou en tulipe)

Par rechargement

En demi U (ou en J)

Assemblage de surface

Reprise à l'envers

Assemblage oblique

Bouchon

Assemblage replié

2 ‐ Combinaison de symboles élémentaires

La combinaison de la symbolisation élémentaire des types de soudures est possible. La représentation rappelle ici aussi la forme de la soudure.

Type de soudure

Symbole Type de soudure

Symbole

En double V ou X

En K

En X avec méplat

En K avec méplat

En double U

ANNEXE 3

85

3 ‐ Symbolisation supplémentaire

La symbolisation supplémentaire permet de définir la forme de la surface extérieure de la soudure. Leur absence signifie que cette forme n'a pas besoin d'être précisée.

Type de soudure

Symbole

Plate

Concave

Convexe

4 ‐ Symbolisation complémentaire La symbolisation complémentaire permet de préciser certains éléments nécessaires tels que les conditions d'exécution de la réalisation de la soudure (procédé de soudage, soudure sur le pourtour, soudure chantier, niveau de réception, position de travail, métal d'apport).

Signification Symbole

Soudure périphérique

Soudure faite au chantier

Procédé de soudage

5 ‐ Liste des principaux procédés de soudage Codification

Procédé de soudage Codification

Procédé de soudage

111 Soudage à l'arc électrique avec électrodes enrobées

23 Soudage par bossage

114 Soudage à l'arc sans gaz avec fil électrode fourré

24 Soudage par étincelage

121 Soudage à l'arc sous flux 311 Soudage oxyacétylénique

131 Soudage à l'arc sous protection de gaz inerte avec fil électrode fusible

441 Soudage par explosion

135 Soudage à l'arc sous protection de gaz actif avec fil électrode fusible

71 Soudage aluminothermique

136 Soudage à l'arc sous protection de gaz actif avec fil électrode fourré

72 Soudage vertical sous laitier électroconducteur

141 Soudage à l'arc en atmosphère inerte avec électrode de tungstène TIG

73 Soudage vertical sous gaz

15 Soudage plasma 751 Soudage au laser 21 Soudage par résistance par points 76 Soudage par faisceau d'électrons 22 Soudage à la molette 781 Soudage à l'arc des goujons

ANNEXE 3

86

6 ‐ Position des symboles sur le plan La symbolisation est composée de : - La ligne de repère du joint; - La ligne de référence; - La ligne d'identification; - Le symbole élémentaire - Cotes et signes conventionnels.

10 x 70 4136

1

23a

4 5 6

3b

1 – Joint soudé 2 – Ligne de repère 3a – Ligne de référence 3b – Ligne d'identification 4 – Symbole élémentaire 5 – Cotes 6 – Indication complémentaire

ANNEXE 4

87

4 ‐ IDENTIFICATION DES GAZ UTILISÉS EN SOUDURE

1 ‐ Classification des gaz suivant NF EN 439

Symbole Désignation de la codification C Gaz ou mélanges de gaz fortement oxydant dans l'arc F Gaz ou mélanges de gaz Réducteurs ou sans action I Gaz ou mélanges de gaz Inertes dans l'arc M Mélanges de gaz oxydants contenant de l'oxygène, du dioxyde de carbone ou les

deux R Mélanges de gaz Réducteur

2 ‐ Gaz ou mélanges gazeux très oxydants

Groupe Numéro CO2 O2 Application 1 100% / C 2 Solde 0 à 30%

MAG

Gaz fortement oxydant : Désignation commerciale

Composition chimique

Norme EN 439 Ancienne couleur d'ogive

Nouvelle couleur d'ogive

CO2 100% CO2 C 1

3 ‐ Gaz ou mélanges gazeux inertes

Groupe Numéro Argon (Ar) Hélium (He) Application 1 100% / 2 / 100% I 3 Solde 0 à 95%

‐ PLASMA / PAW ‐ TIG /GTAW ‐ MIG /GMAW

Gaz inerte : Désignation commerciale




1. MONOMIX I 1 2. ARCAL 1 3. ARGON HP

100% Argon I 1

1. HELIUM 2. HELIUM 3. HELIUM

100% Hélium I 2

Marque : 1. MESSER 2. AIR LIQUIDE 3. AIR PRODUCTS

ANNEXE 4

88

Mélange binaire inerte (Ar + N2) : Désignation commerciale




MONOMIX I 11 98.5% Argon + 1.5% Azote

I 11

MONOMIX I 12 97.5% Argon + 2.5% Azote

I 12

Marque : MESSER

Mélange binaire inerte (Ar + He) : Désignation commerciale




1. ARGON He 30 2. INARC 6 /

ARCAL 31 3. HELIARC 2 4. ARGON

HELIUM 20 5. ASTEC 30

70% à 80% Ar + 20% à 30% He

I 3

1. ARGON He 50 2. INARC 8 3. HELIARC 5 4. ARGON


50% Ar + 50% He I 3

1. ARGON He 70 2. INARC 9 3. HELIARC 7 4. ARGON


70% à 80% He + 20% à 30% Ar

I 3

Marque : 1. MESSER 2. AIR LIQUIDE 3. AGA 4. LINDE 5. AIR PRODUCTS 4 ‐ Mélanges gazeux peu oxydants

Groupe Numéro CO2 O2 Argon (Ar) Hydrogène (H2)

Application

1 0 à 5% / Solde 0 à 5% 2 0 à 5% / Solde / 3 / 0 à 3% Solde / M 1 4 0 à 5% 0 à 3% Solde /

MAG / GMAW

ANNEXE 4

89

Mélange ternaire peu oxydant Ar + CO2 + H2 : Désignation commerciale




1. ARNITROX 2. NOXALIC 12 3. KYLON 4. LINDINOX

96% Ar + 3% CO2 + 1% H2

M 11

Marque : 1. MESSER 2. AIR LIQUIDE 3. AGA 4. LINDE

Mélange quaternaire peu oxydant Ar + He + CO2 + H2 : Désignation commerciale




MESSER : ARNITROX He

76% Ar + 20% He + 3% CO2 + 1% H2

M 11 (1)

AGA : STARC

66% Ar + 30% He + 3% CO2 + 1% H2

M 11 (1)

AIR LIQUIDE : ARCAL 112

61% Ar + 35% He + 3% CO2 + 1% H2

M 11 (2)

Mélange binaire peu oxydant Ar + CO2 : Désignation commerciale




1. MONOMIX M12

2. ARCAL 12 3. MISON 2 /

MIGAZ 12 4. ARGON C2

97 à 98% Ar + 2 à 3% CO2

M 12


Mélange ternaire peu oxydant Ar + He + CO2 : Désignation commerciale





67% Ar + 30% He + 3% CO2

M 12 (1)

ANNEXE 4

90

Mélange binaire peu oxydant Ar + O2 :

Désignation commerciale




1. ARGOMAG S1 2. CARGAL 1 3. ATARC 12 / 15 4. ARGON S1 5. QUASAR

De 97% à 99% Ar + 1% à 3% O2

M 13

Marque : 1. MESSER 2. AIR LIQUIDE 3. AGA 4. LINDE 5. AIR PRODUCTS Mélange ternaire peu oxydant Ar + CO2 + O2 :





1. TERAL 12 / ARCAL 14

2. COOGAR 5 3. COXOGEN 6

96% Ar + 3% CO2 + 1% O2

M 14

Marque : 1. AIR LIQUIDE 2. AIR PRODUCTS 3. LINDE 5 ‐ Mélanges gazeux oxydants Groupe Numéro CO2 O2 Argon (Ar) Hydrogène

(H2) Application

1 5 à 25% / Solde / 2 / 3 à 10% Solde / 3 0 à 5% 3 à 10% Solde / M 2 4 5 à 25% 0 à 8% Solde /

MAG / GMAW

Mélange binaire peu oxydant Ar + CO2 :





1. MISON 8 2. ARCAL 21

Environ 92% Ar + 8% CO2

M 21

Marque : 1. AGA 2. AIR LIQUIDE Mélange binaire oxydant Ar + CO2 :





1. MONOMIX M18 / M21

2. ATAL 5 3. MIGAZ 20 4. CORGON

Environ 80% Ar + 20% CO2

M 21


ANNEXE 4

91

Mélange binaire oxydant Ar + O2 : Désignation commerciale




1. ARGOMIX D 2. CARGAL 2,3,4 3. ATARC 20 4. ARGON S6

De 90% à 97% Ar + 3% à 10% O2

M 22


Mélange ternaire oxydant Ar + CO2 + O2 :





1. KRYGOMIX 10 2. TERAL 23 3. MODION 20 4. COXOGEN 1

90% Ar + 5% CO2 + 5% O2

M 23


Mélange ternaire oxydant Ar + CO2 + O2 :





AIR LIQUIDE : TERAL 24

85% Ar + 10% CO2 + 5% O2

M 24

MESSER : KRYGOMIX 20

80% Ar + 15% CO2 + 5% O2

M 24

AIR PRODUCTS : COOGAR 20

75% Ar + 20% CO2 + 5% O2

M 24

AIR LIQUIDE : TERAL 35

70% Ar + 25% CO2+ 5% O2

M 24

6 ‐ Mélanges gazeux réducteurs

Groupe Numéro Argon (Ar) Hydrogène (H2) Application 1 Solde 0 à 15% PLASMA / TIG R 2 Solde 15 à 35% COUPAGE

ANNEXE 4

92

Mélange binaire réducteur Ar + H2 : Désignation commerciale




1. / 2. NOXAL 2 3. NETRAC 2 4. / 5. HYTEC 1

De 98% à 99% Ar + 1% à 2% H2

R 1

1. ARGON H3, H5

2. NOXAL 3,4 3. NETARC 5 4. ARGON H3,

H5 5. HYTEC 3, 5

De 95% à 97% Ar + 3% à 5% H2

R 1

Marque : 1. MESSER 2. AIR LIQUIDE 3. AGA 4. LINDE 5. AIR PRODUCTS Mélange ternaire réducteur Ar + He + H2 : Désignation commerciale





67% Ar + 30% He + 3% H2

R 1 (1)

Mélange binaire réducteur Ar + H2 : Désignation commerciale




1. ARGON H20 2. NETARC 20 3. ARGON H20

De 80% Ar + 20% H2

R 2

Marque : 1. MESSER 2. AGA 3. LINDE

ANNEXE 5

93

5 ‐ BIBLIOGRAPHIE

1 ‐ LIVRES 1.1 ‐ Ouvrages traitant de l'ensemble des méthodes CND ‐ NonDestructive Testing (Mc GONNAGLE WARREN J.) Ed. Mc Graw Hill Book Co, Inc. (1961) Existe en version française : " Essais non destructifs, métaux et matériaux divers Ed. Eyrolles Paris (1967). ‐ NonDestructive Testing Handbook (1ère édition) Edited for the Society for Non‐destructive Testing by Robert C. Mc MASTER 2 volumes the Ronald Press Company NEW‐YORK (1963). ‐ NonDestructive Testing ‐ ASM Publication ‐ Louis Lartz ‐ NonDestructive Testing Handbook (2ème édition) American Society for Nondestructive Inc. Editor ASNT (8 volumes) : Vol.1 : Leak Testing 3e edition (1998) Vol.2 : Liquid Penetrant Testing (1982) Vol.3 : Radiography and Radiation Testing (1985) Vol.4 : Electromagnetic Testing : Eddy Current, Flux Leakage and Microwave NDT (1986) Vol.5 : Acoustic emission Testing (1987) Vol.6 : Magnetic Particle Test (1989) Vol.7 : Ultrasonic Testing (1990) Vol.9 : Special NDT Methods (2ème édition) Vol.10: Nondestructive Testing Overview (2d edition 1996). ‐ NonDestructive Testing Handbook (3ème édition) American Society for Nondestructive testing Inc. Editor Patrick O.MOORE (3 volumes) : Vol. 1 : Leak Testing (1998) Vol. 2 : Liquid Penetrant Testing (1999) Vol. 3 : Infrared and Thermal Testing (2001) ‐ NonDestructive Testing A survey prepared under contract for NASA by Southwest Research Institute NASA SP‐5113 (1973) National Aeronautics and Space Administration. ‐ NonDestructive Evaluation and Quality Control Vol.17 : Metals Handbook 9th Edition (1989) American Society for Metals (ASM International). ‐ Introduccion a los métodos de Ensayos No Destructivos Instituto Nacional de Técnica Aerospacial "Estaban Terradas" MADRID (1977). ‐ Les Contrôles Non Destructifs Annales des Mines 184ème ‐ année n°12 (décembre 78) Paris. ‐ Les Contrôles Non Destructifs ‐ Généralités (A. LAMBERT, J. RIVENEZ et G. WACHE (1990) Collection "Les Cahiers Formation" du CETIM. ‐ Le choix d'une méthode de contrôle (G. FOREST) Collection "Essais non destructifs" de l'AFNOR (1992). 1.2 Ouvrages traitant une méthode CND ‐ Les Courants de Foucault (P.L. VUILLERMOZ) Edité par l'AFNOR (1994).

ANNEXE 5

94

‐ Le CND par Ultrasons (J. PERDIJON) (1993). ‐ Précis de Magnétoscopie (MULLER ‐ E.A.W. Traduction V. HUSAREK) Ed. DUNOD (1957). ‐ Magnétisme et Matériaux magnétiques pour l'Electrotechnique (Pierre BRISSONNEAU) Editions Hermès ‐ Paris 1998. ‐ Le Ressuage : Collection "Cahiers du COFREND" 3 fascicules (Cahiers 7‐8‐9) Ed. COFREND (1985). ‐ Pratique du contrôle de l'Etanchéité à l'hélium (L. MAURICE) Supplément au n° 136 de la revue "Le Vide" Ed. Société Française du Vide ‐ Paris (1968). ‐ Guide de l'Etanchéité (2 volumes) (B. BLANC, R.P. HENRY, J. LECLERC) Ed. Société Française du Vide (80/82). ‐ L'Etanchéité dans les produits et les installations industrielles (Journée d'Etude) Supplément au n° 230 de la revue "le Vide, les couches minces" Ed. Société Française du Vide ‐ Paris (1986). ‐ Formulaire pratique des Contrôleurs d'Etanchéité (L. ROSSI) Ed. L. ROSSI Valence (1986). ‐ Contrôle industriel de l'Etanchéité par Traceur Helium (J. TALLON) Ed. Société Française du Vide (1992). ‐ La pratique du contrôle industriel par Ultrasons (2 volumes) (J.L. PELLETIER, Y. LE TOHIC, J.C. CARON. Ed. ENSAM Communications actives Tome 1 (1979), Tome 2 (1984). ‐ L'Echographie (J. PERDIJON) Ed. DUNOD (1981). ‐ Ultrasonic Testing of Materials (J. KRAUTKRAMER, H. KRAUTKRAMER) Ed. Springer‐Verlag ‐ BERLIN ‐ NEW‐YORK (1983) ‐ 3è édition. ‐ Guide pratique pour le contrôle par Ultrasons des pièces en acier ( M. ROULET) Collection "AFNOR technique". Ed. AFNOR (1982). ‐ Manuel pratique du contrôleur par Ultrasons (J. PINONDEL) Ed. EYROLLES (1968). ‐ Manuel pour l'examen par Ultrasons des soudures Institut International de la Soudure (Ed. PSA Paris (1978). ‐ IS.US.319.21 "Recommandation concernant le contrôle manuel par Ultrasons des soudures à pleine pénétration" Edition P.S.A. PARIS Juin 1995. ‐ Mesures Acoustiques appliquées aux antennes sonar (C. GIANGRECO) 1997 TEC et DOC LAVOISIER. ‐ L'Emission Acoustique : mise en oeuvre et applications (J. ROGET) Collection "AFNOR technique". Ed. AFNOR (1988). ‐ Manuel sur l'appareillage et les techniques de Radiographie Rédigé par la Commission V de l'Institut International de la Soudure. Ed. PSA Paris (1972).

ANNEXE 5

95

‐ Dictionnaire du Radiodiagnostic Industriel ‐ Technique et Moyens d'Acquisition de l'Information Publié par le Conseil International de la Langue Française Paris (1997). ‐ Eléments de protection contre les Rayonnements Ionisants à l'usage des opérateurs de radiographie industrielle (G. MICHON et J. CHATELET) Ed. PSA ‐ Paris (1979). ‐ Radiographie industrielle (AGFA‐GEVAERT) (1988). ‐ La Radiologie industrielle (2 tomes) (P.A. RUAULT) Ed. PSA ‐ Paris (1991). ‐ La Neutronographie 2 fascicules de la revue "Radiographie et industrie" KODAK (1974). ‐ La Thermographie infrarouge : principes, technologies, applications (G. GAUSSORGUES) Ed. Technique et Documentation Lavoisier ‐ Paris (1984) ‐ 2ème édition. ‐ Mesure par Thermographie infrarouge (D. PAJANI) ADD, Editeur. Chatenay‐Malabry (1989). ‐ La Thermographie infrarouge 2 fascicules de la revue TECHNICA (n° 440‐441) Ecole Centrale de Lyon ‐ ECL (1984). ‐ Introduction to Electromagnetic NonDestructive Test Methods (H.L. LIBBY) Wiley‐Interscience Ed. (1971). ‐ Basic Metallurgy for NonDestructive Testing (J.L. TAYLOR) The British Institute of NDT(1979). ‐ L'observation et le mesurage par Thermographie (J. CANIOU) Collection "Essais non destructifs" de l'AFNOR. (1991). ‐ Les huit "Cahiers formation" du CETIM :

‐ Ultrasons : propagation des ondes ultrasonores. Niveau 1 (A. LAMBERT, Y. PRALUS et J. RIVENEZ) (1988)

‐ Ultrasons : propagation des ondes ultrasonores. Niveau 2 (A. LAMBERT, Y. PRALUS et J. RIVENEZ) (1988)

‐ Radiologie : sources de rayonnement X et gamma. Niveau 2 (J. GARBARZ et J. RIVENEZ) (1988)

‐ Radiologie : bases physiques Niveau 2 (J. GARBARZ et J. RIVENEZ) (1988) ‐ Ressuage. Niveau 1 (J. LASNIER, G. WACHE, et al.) (1988) ‐ Ressuage. Niveau 2 (J. LASNIER, G. WACHE, et al.) (1988) ‐ Magnétoscopie. Niveau 1 (A. BARBARIN, G. WACHE, et al.) (1988). . ‐ Magnétoscopie. Niveau 2 (A. BARBARIN, G. WACHE, et al.) (1988)

1.2 ‐ Ouvrages technologie et contexte commercial - Le Contrôle Non Destructif : technologies, applications et marchés Collection Techtendances ‐ Ed. INNOVATION 128 SA Paris. (1995). ‐ NonDestructive Testing market in Europe (mars 1988). ‐ The US industrial NonDestructive Testing (NDT) equipment market (octobre 1988) Deux études à diffusion restreinte publiées par FROST et SULLIVAN Inc. (New‐York, Londres, Paris).

ANNEXE 5

96

2 ‐ DOCUMENTS NORMATIFS ET CODES

‐ Essais Non Destructifs : recueil de normes en deux tomes. Ed. AFNOR/COFREND (1995) - Tome 1 : Normes d'application générale (55 normes françaises) - Tome 2 : Normes d'application spécifique (38 normes françaises) Chaque tome donne en complément la liste des normes END internationales (ISO) et étrangères : (Etats‐unis : ASTM, Japon : JISC, URSS : GOST, RFA : DIN, UK : BSI).

‐ RSE‐M (Règles de surveillance en exploitation des matériels mécaniques des îlots nucléaires PWR); Publié par l'AFCEN (Paris) ‐ RCC‐M (Règles de conception et de construction des matériels mécaniques des îlots nucléaires PWR); Publié par l'AFCEN (Paris) ‐ Edition 2000 ‐ CODAP (Code français de construction des Appareils à Pression) : Contrôle et Inspection Publié par le SNCT et l'AFIAP. ‐ Annual Book of ASTM Standards Vol. 03.03 : Metallography ‐ Nondestructive Testing ASTM (American Society for Testing and Materials).

3 ‐ REVUES PUBLIANT DES ARTICLES SUR LES CND

En France (revues non spécialisées)

‐ Mémoires et Etudes Scientifiques, Revue de Métallurgie. ‐ Contrôles ‐ Essais ‐ Mesures (supplément trimestriel de la Revue Qualité Références avec le concours rédactionnel de la COFREND).

‐ Soudage et techniques connexes (PSA ‐ Paris). ‐ Revue Technique des APAVE. ‐ Contrôle Industriel (Ed. CE2P ‐ Paris).

A l'étranger (revues spécialisées)

‐ Materials Evaluation (American Society for NDT). ‐ NonDestructive Testing. ‐ INSIGHT (journal édité par British Institute of NDT). ‐ Material Prüfung (Allemand).

ANNEXE 5

97

4 ‐ COMPTES RENDUS DE CONFERENCES ET CONGRES

‐ Conférences mondiales sur les END : - 7ème Conférence : Varsovie (1973) . - 8ème Conférence : Cannes (1976) . - 9ème Conférence : Melbourne (1979) . - 10ème Conférence : Moscou (1982) . - 11ème Conférence : Las Vegas (1985) . - 12ème Conférence : Amsterdam (1989) . - 13ème Conférence : Sao‐Paulo (1992) - 14ème Conférence : New Delhi (1996).

‐ Conférences internationales sur les END dans l'Industrie Nucléaire :

- 4éme Conférence : Lindau (1981) . - 5éme Conférence : San‐Diego (1982) . - 6éme Conférence : Zurich (1983) . - 7éme Conférence : Grenoble (1985) . - 8ème Conférence : Orlando (1986) . - 9ème Conférence : Tokyo (1988) . - 10ème Conférence : Glasgow (1990)

‐ Conférences Européennes sur les END :

- 1ère Conférence : Mayence (1978) . - 2ème Conférence : Vienne(1981) . - 3ème Conférence : Florence (1984) . - 4ème Conférence : Londres (1987) . - 6ème Conférence : Nice (1994) . - 7ème Conférence : Copenhague (1998).

‐ Conférences et Journées nationales en France : COFREND :

- Journées Nationales sur les END - janvier 1982 : Paris - janvier 1985 : Grenoble

APEND/COFREND Journées nationales sur l'évaluation non destructive des matériaux

‐ novembre 1988 : Paris . COFREND :

Congrès COFREND sur les END - novembre 1990 : Nice - septembre 1997 : Nantes (sur CD ROM). - avril 2001 : Reims (sur CD ROM).

Comptes rendus des 6 colloques de CND (CGR et HBS) - Paris (1964) - Toulouse (1970) - Toulouse (1974) - Grenoble (1979) Bordeaux (1983) Strasbourg (1986)

ANNEXE 5

98

5 ‐ PUBLICATIONS DE LA COFREND

‐ Certification des agents de contrôles non destructifs ‐ Recueil des questions d'examen écrit général dites "tronc commun" niveau 1‐2‐3

Méthodes : Controle Visuel Subaquatique, Courants de Foucault, Emission Acoustique, Etanchéité, Magnétoscopie, Radiographie, Ressuage, Ultrasons.

‐ Documents "Cahiers du COFREND" Dix cahiers ont été publiés entre 1983 et 1986 sur des sujets scientifiques et techniques ou d'intérêt général. Par exemple :

- Cahiers n° 7, 8, 9 : Manuel de ressuage. - Programme de Contrôle des remontées mécaniques. - Cahiers n° 10 : les END et la mécanique de la rupture.

Sont également disponibles à la COFREND les documents suivants :

- "Le magnétisme avec ses applications à la magnétoscopie " par Michel TOITOT - "Mesure des caractéristiques électriques d'un appareil à Courants de Foucault " par la commission technique " Méthodes et appareillages ".

- "Règles relatives au transport par route des colis utilisés en Radiographie Gamma ", par la commission technique " Hygiène et Sécurité ".

- Catalogue de l'offre et des ressources en CND des adhérents COFREND.

6 – QUELQUES VIDÉOS SUR LES CND

Société Titre du Film Type AMC (AKZO) (NL) Condition monitoring of tubeheat exchangers PAL APAVE Voir sans détruire les CND SECAM BALTEAU S.A. Systèmes d'inspection par Rayons X de boîtiers de

direction automobile SECAM

BRENT S.A. Le carroussel ARDROX PAL CEA / TOTAL La neutronoscopie "visualisation of fluids" SECAM Danish Technological Institute (DK) Ultrasonic testing of iron casting PAL DGA DCN ? EDF / GDL Des rotors sous contrôle SECAM EDF / GDL Contrôle gamma ‐ outillages spécifiques PAL EDF / GDL Défi 92 / 94 ENEA Fabrication des défauts artificiels PAL‐SECAM GEC ALSTOM Contrôle ultrasonore des frettes de turbo‐

alternateurs en service par turbo‐rotoscan PAL

HOLO 3 Cineholography interferometry for NDT and quantitative inspection

PAL‐SECAM

Institut DR. FORSTER Non‐destructive measurement and testing ‐ cost‐effective quality assurance

SECAM

Institut DR. FORSTER Eddy current material testing PAL INTERCONTRÔLE Des courants pas comme les autres SECAM INTERCONTRÔLE (BRITE / EVA) 3D Non‐destructive evaluation of advanced

materials SECAM

ANNEXE 5

99

KODAK Contrôler sans détruire PAL‐SECAM KRAUTKRAMER ‐ BRANSON A portable scanner for flow characterisation SECAM NEUSIGHT (OXFORD) ? PAL PIPETRONIX Deep underground PAL SGS GOTTFELD (USA) MIPA ‐ Weldscanner PAL SONASPECTION International LTD Flawed specimens PAL TEXTRON Laser wave PAL TURBOMECA Cristal SECAM ULTRAOPTEC Laser ultrasonic inspection system SECAM VISIOLOGY Het lam gods SECAM APAVE "Voir sans détruire" ? INSTITUT DR. FORSTER "Eddy current Materials testing" ? BRITE / EVA "3D Non‐destructive evaluation of advanced

materials" ?

VISIOLOGY "Het lam gods" ?

ANNEXE

6

100

6 ‐ GLOSSAIRE Remarque importante : La terminologie usuellement employée dans le domaine de la soudure est ci‐dessous explicitée. Certaines expressions peuvent avoir d'autres significations dans d'autres contextes. Défaut court : Ensemble d'un ou plusieurs défauts de longueur totale ne dépassant pas 25 mm par 100 mm de soudure ou 25 % de la longueur de la soudure si celle‐ci ne dépasse pas 100 mm. Défaut long : Ensemble d'un ou plusieurs défauts de longueur totale dépassant 25 mm par 100 mm de soudure ou 25 % de la longueur de la soudure si celle‐ci ne dépasse pas 100 mm. Epaisseur de la soudure bout à bout : distance minimale de la surface de la tôle à la racine du cordon, ne pouvant en aucun cas être supérieure à l'épaisseur de la plus mince des tôles. Epaisseur de la soudure d'angle; épaisseur de gorge : hauteur du plus grand triangle isocèle inscrit dans la section. Métal de base : zone dans laquelle le métal n'a subit aucune transformation car la température est restée suffisamment basse. Souder : c'est assembler de façon permanente deux ou plusieurs pièces, tout en assurant entre elles la continuité de la matière. Soudage autogène : les pièces à assembler, de même nature ou de composition voisine, participent à la constitution du joint ou du cordon de soudure. L'assemblage est dit homogène, c'est à dire "fait du même métal". Soudobrasage et brasage : l'assemblage est hétérogène; la formation du joint ou cordon est assurée par la seule intervention du métal d'apport qui agit comme une colle. La température de fusion du métal d'apport est inférieure à celle des matériaux à souder qui peuvent être de natures différentes. Surface de crique superficielle : superficie à considérer après rupture. Surface projetée : Produit de la longueur de la soudure examinée par la largeur maximale de cette soudure. Zone affectée thermiquement (ZAT) : zone du métal de base qui a subit des transformations à l'état solide sous l'action de la chaleur. Zone de liaison : frontière de la zone fondue et du métal resté solide. Zone fondue : zone où le métal a été porté à fusion. Ce métal est composé d'un mélange du métal de base et du métal d'apport.

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