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L’importance du chanfrein dans la préparation du tube avant soudage

La réussite d'une soudure de tubes réside essentiellement dans la préparation des ceux-ci. Parmi les différentes étapes de cette préparation des tubes avant soudage, la réalisation d'un chanfrein de qualité est essentielle. C'est ce dernier qui permet de garantir une soudure propre et de haute qualité. 

Il existe deux techniques pour réaliser un chanfrein sur tube, que nous expliquons dans notre guide sur le soudage orbital TIG

  • Chanfrein tulipe sans délardage : adapté pour des tubes entre 3 et 10 mm d'épaisseur
  • Chanfrein tulipe avec délardage pour des tube d'epaisseur supérieure à 10 mm

Au-delà de 3 mm d’épaisseur, le bain de soudure devient trop important pour garder une bonne maitrise géométrique. Dans ce cas on réalise une préparation en chanfrein tulipe afin de pouvoir retrouver des épaisseurs que l’on sait souder bout à bout. Du fil est ensuite nécessaire au remplissage du chanfrein.

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# Chanfrein sans délardage

Pour cette opération il existe différentes machines, du tour traditionnel aux machines portables de chanfreinage. Toutes ces machines vont réaliser un usinage parfaitement rond en bout de tube. Si l’on considère donc qu’aucun tube n’est parfaitement rond, cette préparation va transcrire le défaut suivant sur la préparation réalisée : talon non constant lié à l’ovalisation du tube et à la différence d’épaisseur sur la circonférence.                     

Moyen technique de compensation :

  • Réalisation de cet usinage avec un suivi de profil extérieur : ceci permet à l’outil d’enlèvement de copeaux de suivre la géométrie extérieure du tube donc tient compte de l’ovalisation de ce dernier ! Seul défaut sur la préparation : talon non constant lié uniquement à la variation d’épaisseur du tube.
  • Réalisation avec un suivi de profil intérieur : cette méthode d’usinage tient compte du défaut d’ovalisation mais également de la différence d’épaisseur : il permet de réaliser un talon constant en bout de tube. La limite de ce système est liée au diamètre et à la mécanique à mettre en œuvre pour palper l’intérieur d’un tube : de façon générale peut être disponible au-delà de 4 pouces, 114.3 mm.

Cette préparation sans délardage réalise donc un talon régulier mais garde néanmoins un tube avec une ovalisation plus ou moins importante qui générera l’accostage des bouts à souder : décalage de position du talon.

Ce décalage nécessitera des outils de pointage qui permettent de positionner le talon proprement sans décalage. L’idéal dans ce cas est la remise eu rond par l’intérieur dans la zone élastique de la matière pour avoir un accostage parfait. Ces outillages existent mais sont très chers du fait de la nécessité de remise au rond par contact enveloppant, donc dédié à un seul diamètre ou à une très faible plage de diamètres.

# Chanfrein avec délardage

Ce cas de préparation, lorsqu’il est autorisé, est le cas idéal. Nous précisons "lorsqu’il est autorisé" car cela dépend des calculs de dimensionnement de tube pour la résistance mécanique, puis des surépaisseurs de corrosion que le concepteur prend en compte et enfin du coefficient de sécurité pour aboutir sur un standard disponible en épaisseur. En fonction de ces éléments, et des défauts des tubes un délardage est autorisé selon des règles précises. Le délardage consiste à usiner l’intérieur du tube en bout afin de calibrer ce dernier et le rendre parfaitement rond en bout. Ceci ce réalise couramment avec un outil à délarder de quelques degrés (2 à 4°) sans escalier afin d’éviter les amorces de ruptures.

Ce faisant, toutes les surfaces du tube sont calibrées et le talon sera parfaitement régulier (sans suivi de profil) et l’accostage beaucoup plus simple.

Dans ces deux cas de soudure sur pipe, la soudure est une soudure multi-passes qui nécessitera de mettre en œuvre du fil d’apport qui lui-même aura des conséquences sur le façon de souder (systèmes avec AVC et Oscillation est conseillé).

La soudure orbitale est une soudure automatique. Une préparation en V simple avec accostage avec jeu de 2 à 3 mm ou même V avec talon et sans jeu n’est pas possible. 

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Écrit par
Frédéric Legrand

CEO and founder of AXXAIR

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