Comment réduire les contraintes résiduelles de soudage ?

La contrainte de soudage est un facteur important qui provoque diverses fissures de soudage dans les joints soudés, et la contrainte résiduelle laissée dans la soudure après le soudage affectera la durée de vie de la structure. Par conséquent, afin d'améliorer la qualité du soudage de l'ensemble du composant, des mesures doivent être prises pour contrôler et réduire les petites contraintes résiduelles de soudage.

1. Adopter une séquence et une direction de soudage raisonnables

(1) Pour les soudures sur le plan de soudage, assurez-vous que les soudures longitudinales et transversales (en particulier dans le sens transversal) peuvent se rétrécir librement. Si vous soudez des soudures bout à bout, la direction du soudage doit pointer vers l’extrémité libre.

(2) Soudez d'abord les soudures avec un retrait plus important. S'il y a des soudures bout à bout ou des soudures d'angle sur la structure, les soudures bout à bout présentant un retrait plus important doivent être soudées en premier.

(3) Soudez d'abord les soudures transversales courtes.

(4) Les soudures présentant une contrainte plus importante pendant le fonctionnement sont soudées en premier pour rendre la répartition des contraintes internes raisonnable.

(5) Lors du soudage de soudures bout à bout croisées, la séquence de soudage doit être adoptée pour garantir que des défauts sont moins susceptibles de se produire à l'intersection. Lors du soudage de soudures en forme de T et de soudures croisées, les soudures soudées en premier à l'intersection doivent être nettoyées à la pelle, comme indiqué sur la figure. Ce n'est que par soudage séquentiel que les soudures en forme de T et les soudures croisées peuvent se contracter plus librement dans la direction latérale, ce qui aide pour éviter les fissures à l'intersection des soudures.

2. Réduire la rigidité locale de la structure soudée

Lorsque la rigidité structurelle augmente, la contrainte de soudage augmente en conséquence. Par conséquent, réduire la rigidité locale des parties soudées du composant est bénéfique pour réduire les contraintes. Lors du soudage de soudures fermées ou de soudures plus rigides, la méthode anti-déformation peut être utilisée pour réduire les contraintes. La rigidité locale de la structure ou le mode d'ouverture des rainures de relaxation à proximité des soudures peuvent réduire la rigidité locale des pièces soudées.

3. Zone de réduction du stress thermique

Lors du soudage, le chauffage des pièces qui entravent la libre expansion et contraction de la zone de soudage afin qu'elles se dilatent et se contractent simultanément avec la zone de soudage peut réduire la contrainte de soudage. Cette méthode est appelée méthode de chauffage « zone de réduction des contraintes », ou méthode de retrait synchrone. La partie chauffée est appelée zone de réduction des contraintes.

4. Utiliser la méthode de soudage à froid pour réduire les contraintes résiduelles de soudage

Le principe du soudage à froid est d'essayer de rendre la répartition de la température sur la structure soudée la plus uniforme possible, ce qui nécessite de contrôler le plus bas possible la température locale de la soudure, et en même temps le volume de cette pièce dans le la structure soudée globale doit être aussi petite que possible. Cela devrait être minimisé dans la structure. La méthode de faible différence de température peut réduire efficacement les contraintes résiduelles de soudage et réduire la tendance aux fissures dues aux contraintes thermiques.

Dans les opérations de soudage à froid, utilisez des électrodes de plus petit diamètre, un courant de soudage plus faible et ne soudez qu'une courte section de soudure à chaque fois. Par exemple, pour le soudage de réparation de la fonte, chaque section ne soude que 1 040 mm. Pour souder des composants rigides, chaque section ne soude qu'une ou la moitié d'une baguette de soudage à la fois. Après chaque passe de soudage, il doit être refroidi jusqu'à ce qu'il ne soit plus chaud au toucher avant de souder le cordon de soudure suivant.

5. Soudures au marteau

Pendant le processus de refroidissement de chaque soudure, utilisez un petit marteau à tête ronde pour marteler la soudure, de sorte que le métal soudé produise une déformation de traction plastique et s'étende, compensant le retrait de la soudure et réduisant les contraintes internes. Le martelage doit être maintenu uniforme et modéré pour éviter un martelage excessif entraînant des marques de marteau trop profondes.

6. Préchauffer avant de souder

Le but du préchauffage avant le soudage est de réduire le gradient de température entre la zone de soudage et la structure, de réduire le degré de contrainte et d'atteindre l'objectif de réduire la contrainte interne du soudage. Le préchauffage de la construction soudée avant soudage peut être préchauffé dans son ensemble ou localement dans la zone de soudage. Les méthodes de préchauffage comprennent le chauffage global dans le four, le chauffage local à infrarouge lointain, le chauffage local à fréquence industrielle, le chauffage à la flamme, etc.