Trois conseils pour analyser la composition des cordons de soudure à l’aide de la technologie par fluorescence X (XRF)

Le processus de soudage consiste à joindre deux matériaux en les chauffant à des températures excédant leur point de fusion. Il existe de nombreuses techniques de soudage, comme le soudage au laser, le soudage à l’état solide et le soudage à l’arc.

Lors du soudage à l’arc, on utilise un arc électrique pour faire fondre et fusionner le métal d’apport de l’électrode de soudage et les métaux de base de chacune des deux pièces assemblées. Afin de connaître la composition finale du cordon de soudure, il est important de déterminer la composition métallique de ces trois éléments.

Pour compenser les effets de dilution dans le cordon de soudure fondu, les métaux d’apport utilisés pour le soudage, comme les baguettes ou les fils, sont faits d’alliages enrichis par rapport aux matériaux à assembler. En théorie, le cordon de soudure est constitué d’un mélange de matériau comprenant environ 70 % du métal d’apport et 30 % des métaux de base (soit 15 % provenant de chacun des deux métaux de base assemblés). Ainsi, lorsqu’on soude deux pièces métalliques ensemble, on peut s’attendre à ce que la composition finale du cordon de soudure comprenne 70 % du métal d’apport de l’électrode de soudure, 15 % du métal de base A et 15 % du métal de base B. Selon l’application, il est important de connaître la composition chimique du cordon de soudure pour s’assurer qu’il possède les bonnes propriétés mécaniques ou de résistance à la corrosion. Il est également important de noter que les matériaux eux-mêmes et le type de soudure influenceront la composition chimique du cordon.

1. Utilisez la bibliothèque des nuances de l’analyseur précisément destinée aux applications de soudage

Souvent, la nuance du matériau de l’électrode de soudure présente une concentration plus élevée des principaux éléments d’alliage afin de compenser les effets de dilution qui se produisent pendant le soudage. Les analyseurs XRF Vanta^™ sont livrés de série avec une bibliothèque personnalisable des nuances courantes utilisées pour le soudage. L’utilisation d’un analyseur offrant une bibliothèque de ce type avant et pendant les opérations de soudage vous permet de vérifier la composition chimique des matériaux que vous utilisez ou d’en identifier l’alliage. Cela peut contribuer à réduire le risque de mélange de matériaux sur le chantier.

Bibliothèque des nuances utilisées pour le soudage

2. Analysez une extrémité de l’électrode de soudure ou une soudure d’essai

Les électrodes de soudure sont généralement enrobées d’un produit fusible qui améliore le processus de soudage, mais dont la composition chimique diffère de celle du reste de la tige. Comme la technologie XRF effectue un test de surface, l’analyse de ce produit fusible ne vous indiquera pas de quoi est faite l’électrode elle-même.

Toutefois, si l’électrode n’est pas enduite de produit fusible, vous pouvez l’analyser directement à partir de la surface. Sinon, il faut faire l’analyse sur l’extrémité plate de l’électrode, laquelle n’est pas toujours enrobée, ce qui vous permet donc de la tester avec votre analyseur XRF.

Néanmoins, si l’électrode est complètement enrobée de produit fusible, vous pouvez tout de même l’analyser. Réalisez d’abord un point de soudure « test » avec l’électrode, puis une fois le point solidifié, placez votre analyseur directement dessus pour l’analyser.

L’extrémité des baguettes de soudage n’est généralement pas enrobée de produit fusible.

3. Tirez profit du collimateur ponctuel de votre analyseur et du masque pour soudure

Collimation ponctuelle

Lors de l’analyse d’une soudure à l’aide d’un analyseur XRF, il est important de ne tester que la soudure elle-même et non le matériau environnant. Cependant, au moment de l’analyse, il peut être difficile de ne cibler que le cordon de soudure si on n’a aucun moyen de l’isoler. Le collimateur ponctuel de l’analyseur (offert en option) règle ce problème en permettant de rétrécir le faisceau de rayons X pour concentrer l’analyse sur le cordon uniquement.

Le collimateur facilite également l’analyse du métal de base et de la zone affectée thermiquement (HAZ). De plus, jointe à la fonction de collimation ponctuelle, la petite caméra de visée permet de prendre des images de l’échantillon, lesquelles sont très utiles pour le contrôle de la qualité et peuvent être jointes aux rapports d’inspection.

Image provenant de la caméra de visée : collimateur désactivé (à gauche) et collimateur activé (à droite)

Masque pour soudure Le masque pour soudure Vanta est un accessoire qui permet de rétrécir la zone d’analyse sans collimation. Il fonctionne parfaitement pour les soudures plus larges qui remplissent la fenêtre du masque. C’est l’outil le mieux adapté pour l’analyse rapide des soudures et la vérification des matériaux. En revanche, le collimateur ponctuel permet d’effectuer une analyse à un emplacement précis déterminée visuellement sur la soudure et d’identifier les éléments légers au moyen d’une analyse approfondie.

L’extrémité des baguettes de soudage n’est généralement pas enrobée de produit fusible.

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