Évaluation de la qualité des soudures vis-à-vis de la résistance à la fatigue

Weld quality assessment with regard to fatigue strength

Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM), 52 avenue Félix Louat, 60304 Senlis, France

Auteur de correspondance : henri-paul.lieurade@cetim.fr

Reçu : 4 Octobre 2002
Accepté : 5 Avril 2004

Résumé

Dans le cas d'un assemblage soudé, le niveau de contrainte admissible, vis-à-vis de la fatigue, dépend de la présence d'imperfections apportées par l'opération de soudage. L'augmentation de ce niveau de contrainte passe par une amélioration de la qualité de la soudure, en particulier, en limitant les défauts présents et en jouant sur la géométrie du cordon de soudure. Dans ces conditions, des gains supérieurs à 50 % sur la résistance à la fatigue peuvent être obtenus. Dans ce contexte, cet article a pour objectif, tout d'abord, de préciser les types d'imperfections à améliorer, ensuite, d'indiquer les méthodes d'évaluation de ces imperfections et de proposer des voies d'amélioration, enfin, de proposer des méthodes analytiques ou numériques, afin de prendre en compte la qualité de la soudure au stade de la conception des composants soudés. L'application de cette démarche de qualité conduit à la fois à des gains de fabrication, résultant d'une augmentation des niveaux de contraintes admissibles et à une meilleure maîtrise du procédé de soudage et donc à un accroissement de la fiabilité des produits.

Abstract

The design stress of welded joint subjected to fatigue depends on the occurrence of imperfections induced by welding. An improvement of the weld quality leads to an increase in the design stress, for instance in limiting the types and the sizes of defects and in improving the weld bead geometry. In these conditions, the fatigue strength can increase by 50%. Therefore, the main goal of this paper is, at first to define the types of imperfections to master, then to indicate methods for assessing these imperfections, and to display various routes of improvement, finally to propose numerical or analytical procedures in order to take into account the weld quality at the design stage. Applying this approach leads both to get lower manufacture costs, by increasing the design stress levels and obtaining a better mastery of the welding process, and a significant increase in the product reliability.