Accumulation de dommages
L'accumulation de dommages décrit la croissance progressive de micro-dommages sous des charges mécaniques ou thermiques répétées. Chaque cycle de charge ou de chaleur crée de minuscules fissures ou des modifications de la microstructure qui s'accumulent. Lorsque le dommage atteint une taille critique, la pièce casse sans avertissement.
Mécanisme d'action physico-chimique
Chaque cycle de charge produit de minuscules déformations plastiques au niveau des entailles, des inclusions ou des défauts de grain. Ces déformations déchirent le réseau cristallin et forment des microfissures. À la pointe de la fissure, une forte concentration de contraintes apparaît, ce qui fait progresser la fissure à chaque cycle supplémentaire. Les contraintes thermiques alternées sollicitent en plus la structure par dilatation et contraction. Ainsi, les dommages s'accumulent en continu.
Importance métallurgique et risques lors du soudage
Les soudures contiennent presque toujours de petits défauts comme des pores, des inclusions de laitier ou des caniveaux. Ces défauts agissent comme des concentrateurs de contraintes et déclenchent l'accumulation des dommages. De plus, les contraintes résiduelles de soudage créent une précontrainte qui s'ajoute aux charges de service et accélère les dommages. Dans la zone affectée par la chaleur, un grain grossier ou de la martensite fragile peut favoriser davantage la propagation des fissures. Ainsi, le nombre de cycles supportables diminue et la pièce échoue plus tôt.
Pratique d'atelier et instructions
Évitez les entailles vives et les caniveaux à la transition de la soudure. Meulez les transitions de soudure pour les rendre lisses, afin de réduire la concentration de contraintes. Choisissez un métal d'apport avec une ténacité suffisante pour le métal de base. Pour des nombres de cycles élevés, un traitement thermique après soudage pour réduire les contraintes résiduelles est recommandé. Documentez le nombre et l'amplitude des cycles de charge pour estimer la durée de vie restante. Contrôlez régulièrement les soudures critiques pour détecter les fissures.