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Les modes opératoires de soudage constituent les lignes directrices d'exécution une soudure. Ils sont conçus pour fournir un enregistrement des variables de soudage utilisées et des résultats d'inspection obtenus lors de l'essai de qualification de la procédure. Ils peuvent également fournir des instructions au soudeur à utiliser en production pour obtenir des soudures acceptables.
La qualification du mode opératoire de soudage (WPS) est un document qui décrit la procédure de soudage et comment le soudage doit être effectué. Cette qualification simplifie la planification et le contrôle qualité de l'intégralité de l'opération de soudage. Le respect de cette qualification est recommandé pour toutes les opérations de soudage. Dans la plupart des normes et codes d'application, la qualification WPS est obligatoire.
Généralement, les modes opératoires de soudage sont élaborés conformément à un code ou à une norme de soudage et, à quelques exceptions près*, exigent que des échantillons de soudure physiques soient produits, inspectés et testés pour établir la qualification. Les modes opératoires de soudage sont généralement divisés en deux catégories, le dossier de qualification de la procédure (PQR) et la spécification du mode opératoire de soudage (WPS).
Les enregistrements de qualification de procédure constituent les valeurs documentées utilisées pendant le test de soudage réel et tous les résultats d'inspection et de test obtenus à partir des échantillons de test réels.
Les spécifications de mode opératoire de soudage sont généralement des instructions de travail documentées qui peuvent être utilisées par le soudeur pour effectuer des opérations de soudage, et sont basées sur les paramètres utilisés pour le dossier de qualification de procédure, mais pas nécessairement identiques à ceux-ci.Nous tiendrons compte de l'enregistrement de qualification de la procédure, ainsi que des inspections et des tests effectués lors de sa qualification.
Le test de qualification d'un mode opératoire de soudage nécessite normalement une documentation pour consigner toutes les variables utilisées pendant le test de soudage et les résultats documentés de l'inspection et du test. Les variables à documenter sont généralement des éléments tels que le procédé de soudage utilisé, la taille, le type et la classification de l'alliage d'apport, le type et l'épaisseur du matériau de base soudé, le type et la polarité du courant de soudage, les ampères et volts enregistrés, la vitesse d'avance pendant le soudage, la position de soudage, le type et les dimensions de la conception de l'assemblage, la température de préchauffage, la température entre passes, les détails du traitement thermique après soudage, etc.
Outre l'enregistrement de toutes les variables de soudage utilisées lors de l'essai, pour qualifier un mode opératoire de soudage, les détails des résultats d'inspection et d'essai doivent également être enregistrés. Ces enregistrements doivent indiquer que l'inspection et les essais ont prouvé que les échantillons de soudure ont satisfait voire dépassé l'exigence standard spécifiée.
Les types classiques d'inspection et de test pour chaque échantillon pour la qualification du mode opératoire de soudage sont les suivants :
Cela implique l'inspection visuelle de la soudure terminée, suivie de deux macro gravures et d'un test de rupture de la soudure d'angle. L'échantillon soudé est d'abord inspecté pour détecter toute discontinuité visuelle, puis sectionné, et deux petits échantillons sont prélevés à des emplacements prédéterminés. Ces petits échantillons sont polis sur leur section transversale puis gravés à l'aide d'un type de mélange d'acide doux, en fonction du matériau de base utilisé. L'échantillon soudé restant est utilisé comme test de rupture de la soudure d'angle et est rompu contre la soudure pour révéler la structure interne de la soudure pour inspection.
Cela implique une inspection visuelle, suivie de deux tests de traction transversale, de deux essai de pliage envers et de deux essais de pliage endroit. (Ces tests sont classiques mais peuvent différer en fonction de l'épaisseur du métal, du type et d'exigences standard. Des tests différents et/ou supplémentaires, tels que des pliages latéraux, tous les tests de traction de soudure, des tests d'impact ou d'autres tests peuvent être nécessaires.)
Le coupon de soudure terminé, après inspection visuelle, est divisé en petites sections prédéterminées. Chaque section est préparée, généralement par usinage, aux dimensions spécifiques prescrites par la norme. Chaque petit échantillon est ensuite testé mécaniquement pour déterminer ses caractéristiques. Ces échantillons sont ensuite inspectés pour déterminer leur acceptabilité, par rapport aux critères d'acceptation spécifiés, tels qu'ils sont définis par le code ou la norme applicable. En règle générale, la norme fournit la taille et l'emplacement maximale des diverses discontinuités de soudure et/ou, selon le cas, des valeurs telles que les résistances à la traction minimales ou les propriétés d'impact minimales souhaitées.
Les échantillons qui ne présentent pas de discontinuités dépassant ces limites spécifiées et qui respectent ou dépassent les valeurs minimales spécifiées dans la norme sont acceptables et le mode opératoire de soudage est qualifié.
Le mode opératoire de soudage est un élément important du système global de qualité du soudage, car il fournit des preuves documentées que l'inspection et les essais ont été effectués pour s'assurer que le soudage peut être effectué conformément à une norme reconnue.
* Une exception pour la qualification du mode opératoire de soudage est le Code de soudage structurel pour l'acier D1.1, qui permet, dans certaines circonstances, l'utilisation de modes opératoires de soudage préqualifiés. Cependant, ces procédures doivent toujours être documentées et répondre à toutes les exigences pertinentes du code.