Le préchauffage consiste à porter le métal de base à une température minimale avant soudage. Objectifs principaux : ralentir la vitesse de refroidissement, réduire la teneur en hydrogène dans la ZAC, abaisser les contraintes de retrait et prévenir la fissuration à froid (fissuration sous cordon). Requis principalement pour les aciers à fort carbone équivalent et les grandes épaisseurs.
Température de Préchauffage Minimale
La méthode la plus utilisée est celle du carbone équivalent (CE) selon EN ISO 13916 / CEN TR 13187 :
- CE (IIW) = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
- CE ≤ 0,40 : préchauffage généralement non nécessaire (t ≤ 20 mm)
- 0,40 < CE ≤ 0,45 : Tp ≥ 75 °C
- 0,45 < CE ≤ 0,60 : Tp ≥ 150 °C
- CE > 0,60 : Tp ≥ 200 °C (ou méthode détaillée EN ISO 13916)
Facteurs Influençant la Température de Préchauffage
- Carbone équivalent (CE) : Plus CE est élevé, plus le risque de trempe martensitique est grand.
- Épaisseur du joint : Les grandes épaisseurs augmentent la vitesse de refroidissement (facteur de masse).
- Hydrogène diffusible (HD) : HD > 15 ml/100g → préchauffage obligatoire. Électrodes basiques : HD < 5 ml/100g.
- Niveau de contrainte : Rigidité élevée de la structure → augmentation de la température de préchauffage.
Méthodes d'Application du Préchauffage
- Chauffage aux brûleurs gaz : Le plus économique ; uniforme pour les grandes surfaces.
- Couvertures résistives : Régulation électronique de la température, idéales pour les viroles.
- Induction : Chauffage rapide et uniforme ; investissement initial plus élevé.
- Four : Petites pièces ; homogénéité parfaite.
Mesure et Contrôle de la Température
- Thermomètre à contact (thermocouple) : mesure la plus fiable selon EN ISO 13916.
- Pyrométrie infrarouge : mesure sans contact ; sensible à l'émissivité (facteur ε).
- Crayon thermique (Templestik) : contrôle rapide en production ; pour températures fixes.
- La mesure doit être réalisée à au moins 75 mm du bord du joint.
Température Interpasse
La température interpasse est la température du métal de base mesurée avant le dépôt de chaque passe. Valeurs typiques :
- Aciers au carbone : 250 °C max.
- Aciers inoxydables austénitiques : 150 °C max. (pour limiter la sensibilisation).
- Aciers Cr-Mo : 300 °C max.
- Une température interpasse excessive peut dégrader la résilience de la ZAC.
Températures de Préchauffage par Nuance
| Nuance | CE | Préchauffage (t = 25 mm) |
|---|---|---|
| S235 / S275 | 0,35–0,38 | Non requis |
| S355 | 0,39–0,43 | 75 °C |
| S460 | 0,44–0,53 | 100–150 °C |
| S690QL | 0,54–0,62 | 150–200 °C |
| 13CrMo4-5 | 0,60–0,70 | 200–250 °C |
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