1. Fissures chaudes
1.1 Fissures de solidification
1.1.1 Mécanisme de formation
Au cours des dernières étapes de la solidification, un film liquide eutectique à bas point de fusion affaiblit les liaisons intergranulaires, ce qui entraîne une fissuration sous contrainte de traction.
On les trouve couramment dans les soudures d'acier au carbone et d'acier faiblement allié à forte teneur en impuretés, ainsi que dans les soudures d'acier austénitique monophasé et d'alliages à base de nickel.
1.1.2 Facteurs d'influence
Des teneurs élevées en soufre, phosphore, carbone et silicium dans le métal de soudure augmentent la tendance à la fissuration à la solidification.
Des paramètres de soudage inappropriés, tels qu'un courant de soudage excessif et une vitesse de soudage lente, qui prolongent le temps pendant lequel la soudure reste à haute température, peuvent également facilement entraîner des fissures.
1.1.3 Mesures préventives
Contrôler strictement la teneur en impuretés telles que le soufre et le phosphore dans le métal de base et les matériaux de soudage.
Optimiser les paramètres du processus de soudage, contrôler raisonnablement le courant et la vitesse de soudage et éviter une exposition prolongée de la soudure à des températures élevées.
1.2 Fissures de liquéfaction à haute température
1.2.1 Mécanisme de formation
La température maximale du cycle thermique de soudage provoque une refusion dans la zone affectée thermiquement et entre les soudures multicouches, ce qui entraîne des fissures sous contrainte.
Il se produit principalement dans la zone proche de la soudure ou entre les soudures multicouches d'aciers à haute résistance contenant du chrome et du nickel, d'aciers austénitiques et d'alliages à base de nickel.
1.2.2 Facteurs d'influence
Des niveaux élevés de soufre, de phosphore, de silicium et de carbone dans le métal de base et le fil de soudage augmentent considérablement la tendance à la fissuration par liquéfaction.
Un apport excessif de chaleur lors du soudage entraîne des températures excessivement élevées dans la zone affectée thermiquement, ce qui se traduit par des grains grossiers et une plasticité réduite du matériau.
1.2.3 Mesures préventives
Choisir des matériaux de soudage à faible teneur en soufre et en phosphore afin de réduire les éléments sensibles à la fissuration par liquéfaction.
Contrôler l'apport de chaleur de soudage pour éviter la surchauffe de la zone affectée thermiquement, affiner le grain et améliorer la plasticité du matériau.
1.3 Fissures de polygonisation
1.3.1 Mécanisme de formation
Sous l'effet de températures et de contraintes élevées, les défauts du réseau cristallin à l'avant du cristal solidifié se déplacent et s'accumulent pour former des joints de grains secondaires. Dans cet état de faible plasticité, des fissures apparaissent sous l'effet des contraintes.
Ce phénomène se produit principalement dans les soudures de métaux purs ou d'alliages austénitiques monophasés, ou dans les zones proches de la soudure. 1.3.2 Facteurs influents
L'amplitude et la répartition des contraintes résiduelles dans les joints soudés ; plus les contraintes résiduelles sont importantes, plus la tendance à la fissuration polygonale est élevée.
La composition et la microstructure des matériaux de soudage ; par exemple, une teneur excessive en éléments d'alliage peut affecter le mouvement et l'agrégation des défauts du réseau cristallin.
1.3.3 Mesures préventives
Utilisez une séquence et un procédé de soudage raisonnables afin de réduire les contraintes résiduelles de soudage.
Sélectionner les matériaux de soudage appropriés et contrôler la teneur en éléments d'alliage afin d'éviter une agrégation excessive des défauts du réseau cristallin.
2. Craquage par réchauffage
2.1 Mécanisme de formation
Dans les structures soudées à plaques épaisses en acier contenant des éléments d'alliage à renforcement par précipitation, des fissures apparaissent dans les zones à gros grains de la zone affectée thermiquement lors du traitement thermique de détente ou en service.
Elle se produit principalement dans les zones à gros grains de la zone affectée thermiquement des aciers faiblement alliés à haute résistance, des aciers perlitiques réfractaires, des aciers inoxydables austénitiques et des alliages à base de nickel.
2.2 Facteurs d'influence
La composition chimique de l'acier, notamment la présence d'éléments de renforcement par précipitation comme le vanadium, le molybdène et le titane, favorise la fissuration lors du réchauffage.
Les paramètres du procédé de soudage, tels que l'apport de chaleur de soudage et la température de préchauffage, affectent la taille des grains et la distribution des contraintes résiduelles dans la zone affectée thermiquement.
2.3 Mesures préventives
Optimiser la composition de l'acier afin de réduire la teneur en éléments de renforcement par précipitation.
Contrôler de manière raisonnable les paramètres du processus de soudage, tels que l'augmentation appropriée de la température de préchauffage et la réduction de l'apport de chaleur de soudage, afin d'affiner les grains dans la zone affectée thermiquement.
3. Craquage à froid :
3.1 Fissuration différée
3.1.1 Mécanisme de formation
Fissures à caractéristiques retardées sous l'action combinée d'une microstructure durcie, de l'hydrogène et de contraintes de retenue.
Elle se produit principalement dans la zone affectée thermiquement des aciers faiblement alliés, des aciers moyennement alliés, des aciers à moyenne teneur en carbone et des aciers à haute teneur en carbone, et dans certains cas, sur le métal de soudure.
3.1.2 Facteurs d'influence
Teneur en hydrogène dans la soudure ; l’hydrogène est un facteur clé du retard de fissuration ; plus la teneur en hydrogène est élevée, plus le risque de fissuration est important.
Contrainte de retenue du joint soudé ; plus la contrainte de retenue est importante, plus les fissures se forment facilement.
3.1.3 Mesures préventives
Contrôler strictement la teneur en hydrogène des matériaux de soudage et utiliser des matériaux de soudage à faible teneur en hydrogène.
Mettre en œuvre des mesures de préchauffage et de post-chauffage afin de réduire les contraintes résiduelles du joint soudé. 3.2 Fissures de trempe
3.2.1 Mécanisme de formation
Découverte immédiatement après le soudage, principalement due à la formation de structures durcies sous la contrainte de soudage.
On les trouve couramment dans les joints soudés d'acier à haute résistance et d'acier à ultra-haute résistance.
3.2.2 Facteurs d'influence
Les paramètres du processus de soudage, tels qu'une vitesse de soudage et un taux de refroidissement excessifs, peuvent facilement conduire à la formation de structures durcies.
La forme géométrique et la taille du joint soudé ; les formes complexes et les joints de grande épaisseur sont sujets aux fissures de trempe.
3.2.3 Mesures préventives
Optimiser les paramètres du processus de soudage, contrôler la vitesse de soudage et la vitesse de refroidissement afin d'éviter la formation de structures durcies.
Adoptez une conception de joint soudé raisonnable afin de réduire les points de concentration des contraintes.
3.3 Fissures de fragilisation par faible plasticité
3.3.1 Mécanisme de formation
Lorsque des matériaux peu plastiques sont refroidis à de basses températures, la force de retrait provoque une déformation supérieure à la réserve plastique du matériau ou celui-ci devient cassant, ce qui entraîne des fissures.
Il n'y a pas de phénomène de retard ; il se produit principalement dans les structures soudées fonctionnant à basse température.
3.3.2 Facteurs d'influence
La ténacité à basse température du matériau ; les matériaux présentant une faible ténacité à basse température sont sujets à des fissures de fragilisation par faible plasticité.
Contraintes résiduelles dans le joint soudé ; des contraintes résiduelles élevées entraînent une plus grande tendance à la fissuration.
3.3.3 Mesures préventives
Choisir des matériaux de soudage présentant une bonne ténacité à basse température.
Optimiser le processus de soudage afin de réduire les contraintes résiduelles de soudage.
4. Déchirure lamellaire :
4.1 Mécanisme de formation
Des inclusions stratifiées existent à l'intérieur de la plaque d'acier, et la contrainte perpendiculaire à la direction de laminage pendant le soudage entraîne une déchirure lamellaire.
On le retrouve couramment dans le processus de fabrication des grandes plateformes pétrolières et des réservoirs sous pression à parois épaisses.
4.2 Facteurs d'influence
La qualité de la tôle d'acier ; une forte teneur en inclusions stratifiées entraîne une plus grande tendance à la déchirure lamellaire.
Les paramètres du procédé de soudage, tels que l'apport de chaleur et la séquence de soudage, influent sur la distribution des contraintes de soudage.
4.3 Mesures préventives
Contrôler rigoureusement la qualité de la tôle d'acier afin de réduire les inclusions stratifiées.
Optimiser le processus de soudage, contrôler raisonnablement l'apport de chaleur et la séquence de soudage afin de réduire les contraintes de soudage.
5. Fissuration par corrosion sous contrainte
5.1 Mécanisme de formation
Des fissures différées se forment dans les structures soudées sous l'action combinée de milieux corrosifs et de contraintes. Les facteurs influents comprennent le type de matériau, le type de milieu corrosif, la forme de la structure, le procédé de soudage, les matériaux de soudage et le degré de relaxation des contraintes.
5.2 Facteurs d'influence
La résistance à la corrosion du matériau ; les matériaux présentant une faible résistance à la corrosion sont sujets à la fissuration par corrosion sous contrainte.
Le type et la concentration du milieu corrosif ; les milieux fortement corrosifs accélèrent la formation de fissures.
5.3 Mesures préventives
Choisissez des matériaux de soudage présentant une bonne résistance à la corrosion.
Adoptez des mesures anticorrosion efficaces, telles que la protection par revêtement et la protection cathodique.
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