Que sont les lignes de caution REG ?

Un appareil de diffraction des rayons X est utile pour analyser et mesurer la structure des matériaux dans les soudures autour des tubes.

Lors de la coupe transversale de sections de soudure représentatives en soudage par résistance électrique (ERW) (également connu sous le nom de soudage par résistance haute fréquence), les ingénieurs peuvent rencontrer une ligne au centre de la soudure qui varie en forme, largeur, orientation et teinte, en fonction de le type d’acier et la technique de gravure utilisée (voir Figure 1).

Les chercheurs de Thermatool Corp. ont découvert que cette ligne de liaison présente une dureté plus élevée que la soudure environnante en matériau SAE 4130 car elle comprend un mélange de ferrite, de bainite et de martensite non trempée. Habituellement, cette dureté plus élevée dans la ligne de liaison peut être associée à une perte de ténacité dans la soudure et peut être améliorée par un traitement thermique de recuit après soudage, selon les études de Battelle. Dans d'autres cas, la ligne de liaison peut être plus douce que la soudure environnante, en particulier dans les nuances d'acier à faible teneur en carbone telles que SAE 1010, ainsi que dans les soudures ERW en acier inoxydable.

Étant donné que la ligne de liaison représente un manque d'homogénéité dans la microstructure, elle a été soupçonnée de provoquer des ruptures de soudure, notamment parce que de véritables discontinuités telles que des inclusions d'oxyde peuvent être piégées au même endroit sur la ligne centrale de la soudure.

Déterminer ce que sont réellement les lignes de liaison et à quel point elles peuvent être dangereuses pour l’intégrité des soudures mérite un examen plus approfondi de la recherche.

Comprendre les lignes de liaison par soudure ERW nécessite une discussion sur le processus lui-même : une technique d'assemblage à l'état solide dans laquelle le chauffage Joule (résistif) est utilisé pour produire une liaison métallurgique.

Au cours de l'étape finale de forgeage du processus, toutes les particules et inclusions non métalliques sont éjectées de l'interface avec le métal plastifié. Cet excès de métal sur le diamètre extérieur et parfois sur le diamètre intérieur peut être éliminé par décapage juste après le soudage. Le procédé ERW est principalement utilisé dans les applications automatisées continues de soudures longitudinales pour les produits tubulaires. Un schéma du processus de soudage par induction est représenté sur la figure 2a, lors du soudage continu d'un produit tubulaire. La figure 2b montre le soudage par contact à haute fréquence (HF), dans lequel le courant est transféré au joint à l'aide de contacts glissants.

Essentiellement, le procédé ERW est classé comme une variante du soudage par résistance, car le chauffage par effet Joule (résistif) d'une très petite section transversale des bords à assembler fournit la source de chaleur pour le soudage.

Les principales variables du processus ERW comprennent la puissance, la fréquence, la vitesse de soudage, l'angle en V, la position de la butée, la pression du rouleau de soudage et le degré de refoulement total pendant le forgeage, selon des études de l'Université LeTourneau. Notez que les bords ne doivent pas fondre pendant le processus et qu'une instabilité du processus et des arcs électriques entre les bords adjacents peuvent parfois se produire. Tous les produits de fusion localisés doivent être éjectés dans le flash afin que la soudure finale reste un joint solide.

Il est important de noter que l'utilisation de l'effet de peau (la capacité des courants à haute fréquence à circuler à la surface d'un conducteur) est très importante pour l'efficacité du chauffage au niveau des bords à assembler. À mesure que la fréquence augmente, la profondeur de la peau conductrice de l'électricité diminue à mesure que la résistance augmente pour le même courant de soudage, produisant des températures plus élevées. Généralement, des fréquences de 100 à 900 kHz sont utilisées, la plus courante étant de 100 à 300 kHz pour le soudage de tubes en acier.

Le deuxième effet important des restes explosifs des guerres est l’effet de proximité, qui concerne la concentration du courant entre deux conducteurs parallèles en fonction de l’écart qui les sépare. À un écart ou une proximité optimale entre les deux bords de l'acier illustré à la figure 2b, la génération de chaleur est optimisée selon un petit angle en V (éventuellement de 2 à 4 degrés).

FIGURE 1. Cette coupe transversale d'une soudure ERW de production montre une ligne de liaison typique (ligne jaune) et une zone traitée thermomécaniquement (TMPZ) (ligne bleue). La soudure ERW a été réalisée dans un acier SAE 4130 avec une épaisseur de paroi de 9,5 mm et une gravure au Nital.