Résistance de la soudure

[invite675c8a28]

Bonjour,

Voila je vous expose mon problème.
J'ai un système composé de 3 tôles épaisseur 6 et d'une cornière (cf la petite illustration).
La cornière rouge est la pièce principale qui sera ensuite relié à un autre système. La tôle verte reçoit une charge de 900N en son centre. Cette tôle est soudés à deux autre tôles, elles-aussi soudées sur la cornière rouge.

Le fait de déporter mon poids par les tôles bleues m'est indispensable. je voudrais donc calculer la résistance que doivent avoir les soudures.

Seulement je vois mal comment m'y prendre...
La résistance des soudures est une grande inconnue pour moi.
Elles vont travailler suite au moment de flexion mais je vois mal comment les dimensionner, vous auriez une idée?

En vous remerciant
-----

[f6bes]

Bjr à toi,
Il manque les dimensions des piéces bleus. 10cms ou 10m ça fait pa le meme effet sur les soudures !
Tu crées un bras de levier (bleu) et on ne connait pas la LONGUEUR du bras de levier qui va "multiplier" l'effort sur tes soudures.
Une soudure basique électrique c'est autour de 70 kg/mm2.
A+

[invitee0b658bd]

Bonjour,
Tu as plusieures choses à prendre en compte.
1) les materiaux que tu soude ainsi que la nature des electrodes
2) les éventuels traitements thermiques après soudure
( ne pas oublier que l'opération de soudure réalise de fait certains traitements thermiques locaux qui peuvent conduire à des caracteristiques hétérogènes de la pièce)
3) il reste un des points les plus importants , la section du cordon et la profondeur de penetration

La nature des materiaux et les traitements thermiques te permettent de connaitre les caracteristiques dans les diverses zones
la geometrie du cordon te permet de connaitre la section à prendre en compte
fred

[invite0324077b]

la flexion n'est pas une contrainte dans la soudure : quand on soumet une poutre ou une structure a une flexion ca permet de calculer les contrainte compression ou traction appliqué au different endroit

il faudra donc tenir de toutes les dimension pour calculer si la contrainte dans la soudure est acceptable , et peut etre modifier les dimension pour y arriver

je me mefie de ce 70kg/mm2 , c'est superieur a la resistance de l'acier doux ordinaire , par example E24 = 24kg/mm2 ! si une soudure est plus solide que le metal de base ca ne sert a rien , c'est la resistance du metal de base qui determine la resistance

[A voir en vidéo sur Futura]

[JeanYves56]

Bonsoir ,

La limite elastique du métal deposé , electrode rutile ( courante ) est >= à 32 daN/mm2 , avec de la basique (caracteristiques supérieures ) >=36daN/mm2.
Grosso modo la section d'un cordon de soudure avec electrode enrobée est triangulaire .

[JeanYves56]

Bonjour ,

J'ai oublié de dire que, sauf exigence particuliere , la hauteur du cordon ( petit triangle ) a= 0.7 e (épaisseur de la matiere la plus fine )

[Jaunin]

Bonjour, KOyx,
Pourriez-vous nous indiquer sur votre croquis la dimension de vos pièces ainsi que la position de la cornière rouge sur la vue de profil?
Cordialement.
Jaunin__

[invite675c8a28]

Bonjour,

Tout d'abord merci de toutes ces réponses et excusez mon retard.

Les pièces bleues font 150mm de long, pour une épaisseur de 6mm.
La pièce verte fait 100mm de long pour la même épaisseur.
la cornière rouge fait 700x700 epaisseur 7mm.
Le métal serait principalement de l'inox (il s'agit d'une application alimentaire). Pour la cornière, je ne sais pas si c'est disponible en inox, donc surement un acier traité.

Pour la répartition des contraintes, je suis d'accord que cela crée de la compression dans les soudures (dans la partie basse) et de la traction (partie haute de la soudure).
Ce que je cherche c'est si avec un poids de 900N et un bras de levier de 150mm, les soudures tiendront. ce qu'il me manquait c'est l'ordre de grandeur de pression admissible par soudure. La valeur de 32daN/mm² me plait, avec un coefficient de sécurité appliqué, mais c'est donc la surface soudée qui est prise en compte?

[invite675c8a28]

schéma modifié avec paint...désolé de la qualité ^^

[Jaunin]

Re-Bonjour, KOyx,
Pourriez-vous nous indiquer sur votre croquis la largeur des pièces bleues et verte , je ne les ai pas trouvé?
Cordialement.
Jaunin__

[invite675c8a28]

Bonsoir,
la largeur de la tôle verte est de 70mm, comme les bleues.
la cornière rouge faisant 70x70, la largeur de la tole bleue et verte devraient correspondre a celle de la rouge sur la vue de cote, excusez le dessin primaire

Bonne soirée

[Jaunin]

Bonjour, KOyx,
J'ai un petit souci, je lis au poste #8 :"La cornière rouge fait 700x700 épaisseur 7mm"
Ensuite au poste #11 :"la cornière rouge faisant 70x70"
Donc avec cette phrase :"La largeur de la tôle bleue et verte devraient correspondre à celle de la rouge sur la vue de côté, " je suppose que les cotes du poste #8 sont fausses, ce qui ma paraît logique.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour, KOyx,
Encore moi.
Comment est fixée la charge si en dessous ou quelle est sa surface d'appui si elle est en dessus.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour,
Un premier jet avec les informations que vous m'avez fournies.
De retour dans un moment.
Cordialement.
Jaunin__

[invite675c8a28]

Bonjour,
la cote du post 8 est effectivement une erreur, il s'agit de 70mm.
en ce qui concerne la fixation de la charge, elle est fixée au centre de la tole verte par un axe non représenté ici. sa surface d'appui est un ctlindre intérieur dont la largeur est celle de la tole, soit 6mm, sur un diamètre 50mm.
Merci pour les réponses précédentes et pour l'intérêt porté à mon problème.

[invite9cfc5b89]

Effictement, sur les resistances de soudure, 70kg/mm2 est sans doute optimiste. La soudo-brasure est consideree comme plus solide que la soudure a l'arc sur les forums d'auto-constructeur velo, et elle est donnee pour 40kg/mm2. Et c'est en condition optimale theorique ( bonne soudure, apport de qualite'...) d'apres ce que m'ont dit certains experts. En pratique, il vaut mieux tabler sur 20kilos par mm2 si on veut un peu de marge (en soudo-brasure apport laiton, je ne sais pas pour l'arc)

Je crois qu'en aeronautique, ou l'on ne megote pas sur les couts (soudobrasure a l'argent pour une resistance optimale), on monte a 60 kilos/mm2.

[invite0324077b]

brasure plus solide , je veux bien pour un cadre de velo , mais pour du fer epais , la soudure a l'arc est bien la bonne methode

l'avantage de la soudure a l'arc est qu'on peut faire plusieur passe , et faire un cordon assez epais pour recuperer presque toute la solidité des pieces que l'on soude : presque aussi solide que si c'etait d'une seule piece

donc voir sur la simulation la contraite calculé au point des soudure : si cette contrainte est suffisament inferieure a la resistance pratique , on fait une bonne soudure a l'arc et ca tient

si la contrainte calculé est largement inferieur a la resistance pratique , on peut se contenter de faire une soudure a l'arc economique , quelque petit cordon , comme on voit souvent dans le commerce

si la contrainte est egale a la resistance pratique il faut faire une super soudure , avec de nombreuse passe , et meme rajouter une piece de renfort a l'endroit ou la contrainte est la plus forte

[invite9cfc5b89]

brasure plus solide , je veux bien pour un cadre de velo , mais pour du fer epais , la soudure a l'arc est bien la bonne methode

Oui, je suis d'accord. Deja d'un point de vue economique, c'est beaucoup moins cher (cf prix du gaz) et ca va beaucoup plus vite. Je commentais simplement sur les ordres de grandeur des resistance des soudures. Je suis desole' si ca a pu donner l'impression que je recommandais la soudo-brasure sur metal epais. Mieux vaut en pratique comme tu le dis ajouter un renfort soude' a l'arc si besoin est plutot que de passer en soudo-brasure (moins cher et aussi-rapide). Y'a guere que pour le velo ou pour la plomberie avec des tubes fins et/ou le poids final critique que la soudo est plus adaptee, si je comprends bien.

[Jaunin]

Bonjour, KOyx,
C'est à ça que corespond la forme de votre pièce ?
Quelle est la longueur du fer cornière ?
Cordialement.
Jaunin__

[JeanYves56]

Bonsoir ,

Sur ce point , il n'y a pas de doutes à avoir , les chiffres que j'ai donné sont des renseignements ESAB !!
ESAB, un des leaders mondiaux dans la fourniture d'équipements et de produits d'apport de soudage et de découpage .

Même sur un forum ....c'est mieux d'indiquer des renseignements fondés .

[invite9cfc5b89]

Bonsoir ,

Sur ce point , il n'y a pas de doutes à avoir , les chiffres que j'ai donné sont des renseignements ESAB !!
ESAB, un des leaders mondiaux dans la fourniture d'équipements et de produits d'apport de soudage et de découpage .

Même sur un forum ....c'est mieux d'indiquer des renseignements fondés .

Les chiffres que j'ai donne's viennent pour la soudo-brasure viennent egalement des fabricants. D'autres forumeurs m'ont indique' que c'etait toujours optimiste, en labo quand toutes les bonnes conditions sont reunies.

En resume', on a environ:
- electrode courante: 30kg/mm2
- electrode "basique": 36
- soudo-brasure laiton : 40
-soudo-brasure argent: 60

Merci pour la formule pour la hauteur du cordon, a=0.7e, que je ne connaissais pas et qui me parait utile pour realiser les soudures en pratique.

[invite9cfc5b89]

l'avantage de la soudure a l'arc est qu'on peut faire plusieur passe , et faire un cordon assez epais pour recuperer presque toute la solidité des pieces que l'on soude : presque aussi solide que si c'etait d'une seule piece

D'apres ce que j'ai appris sur le forum veloartisanal, les artisans cadreurs qui construisent des velos font egalement plusieurs passes en soudobrasure.

[JeanYves56]

Bonjour ,

Le Lama , de qu'elle valeur parlez vous ?? de la resistance à la rupture ? ou de la limite elastique ? , cette dernière est la seule qui convienne en calculs de résistance des materiaux !

Le soudo brasure est souvent plus esthétique et on obtient une bonne resistance par extansion de la longueur du cordon par capillarité.
Les nuances de metaux d'apport sont nombreuses ! , mais la base est du laiton + d'autres composants Ni , Ag ...pour des emplois bien specifiques .
Mais elle ne peut avoir des caracteristiques tres , tres elevées en raison de sa nature .

[invite9cfc5b89]

Bonjour ,

Le Lama , de qu'elle valeur parlez vous ?? de la resistance à la rupture ? ou de la limite elastique ? , cette dernière est la seule qui convienne en calculs de résistance des materiaux !

Le soudo brasure est souvent plus esthétique et on obtient une bonne resistance par extansion de la longueur du cordon par capillarité.
Les nuances de metaux d'apport sont nombreuses ! , mais la base est du laiton + d'autres composants Ni , Ag ...pour des emplois bien specifiques .
Mais elle ne peut avoir des caracteristiques tres , tres elevées en raison de sa nature .

Argh, merci de la remarque. Vous avez raison. Je n'avais pas bien fait attention qu'il y a 2 notions. Je serai un peu plus vigilant a l'avenir. Y'a-t-il une grande difference entre les valeur obtenues en limite d'elasticite' et limite de rupture ?

Plus generalement, ou trouver des infos ?J'ai cherche' pas mal pour avoir des infos fiables et precises quand j'ai commence' a souder (pour construire des velos). Il etait tres difficile d'obtenir des infos techniques certifiees.

[invite0324077b]

quelle est la resistance de la feraille utilisé ?

si c'est de l'acier a ferrer les anes toutes vos soudure sont plus solide que l'acier donc il n'y a que la resistance de l'acier a prendre en compte

il faut meme parfois tenir compte d'une reduction de la resistance de l'acier autour de la soudure ! encore moins solide apres chauffage que dans son etat d'origine

[Jaunin]

Bonjour,
Repris dans le poste #8 :

Le métal serait principalement de l'inox (il s'agit d'une application alimentaire). Pour la cornière, je ne sais pas si c'est disponible en inox, donc surement un acier traité.

Cordialement.
Jaunin__

[invite0324077b]

pour l'inox attention si en plus ca doit se faire chauffer regulierement j'ai deja eu des brasure a l'argent qui cassent rien qu'avec la dilatation , sans forte charge ... depuis je prefere la vraie soudure a l'arc

j'ai apris depuis qu'on fesait des meilleur brasure de l'inox apres netoyage a l'acide phosphorique ... mais je ne l'ai pas fait a l'epoque , et n'ai pas essayé depuis

[JeanYves56]

Bonsoir ,

Si c'est de l'inox , il faut souder avec de l'inox et il y a X nuances et il existe des cornieres inox ..
Il y a des brasures à l'argent ! , elles sont surtout employées pour leur plus basse temperature de fusion et une meilleure mouillabilité .
L'acier à ferrer les anes est du S235 , c'est le minimum !! , appellé acier doux dans le temps , mais il a toujours une limite elastique de 235 N/mm2 et une resistance à la rupture de 340 N/mm2.
Et les unites ont aussi changées

[invite675c8a28]

Bonjour,
Jaunin, la pièce ressemble bien à cela à la différence que la cornière serait montée dans l'autre sens (la base vers le bas).
Concernant la résistance de la soudure, il faut donc que je détermine la surface de soudure ainsi que la limite élastique du type de soudage choisi si j'ai bien compris?
Je ne connais pas encore le matériau de la cornière, il faut que je compara les prix et fasse le point avec mon directeur technique, mais l'inox peut être envisageable.

[invite0324077b]

il faut que tu precise comment est tenue la corniere car il est posible que le point faible soit la flexion ou torsion de la corniere , inutile de faire une soudure solide si c'est la corniere qui plie