Cet article technique aborde la méthodologie pour sélectionner une qualification de mode opératoire de soudage selon les domaines de validité imposés par la norme
1 - Définition d'un procès verbal de qualification de mode opératoire de soudage (QMOS)
Un procès verbal de qualification de mode opératoire de soudage est le document technique qui récapitule toutes les variables techniques essentielles des opérations appliquées à l'assemblage par soudage par fusion d'une ou de plusieurs pièces métalliques de nuances, de formes et de dimensions connues ainsi que tous les contrôles non destructifs et essais mécaniques réalisés sur l'assemblage soudé (tractions, pliages, résiliences, filiation de duretés, macrographie, ...) .
2 - Pourquoi réaliser une qualification de mode opératoire de soudage ?
Le soudage est une opération incontournable d'assemblage permanent où la continuité métallique entre les parties à souder est réalisée en portant à la température de fusion les matériaux à assembler, par l'intermédiaire d'une source d'énergie comme l'arc électrique par exemple.
L'opération de soudage est une opération locale d'élaboration thermique et métallurgique très complexe.
La soudure obtenue par l'opération de soudage doit présentée des garanties de caractéristiques chimiques et mécaniques au moins égales à celles des matériaux de base assemblés.
L'objectif de la qualification de mode opératoire de soudage est de démontrer la qualité intrinsèque de la soudure selon des paramètres de soudage déterminés et une méthodologie éprouvée.
3 - Domaine de validité d'une qualification de mode opératoire de soudage ?
3 - 1 - Par rapport au fabricant
La qualification de mode opératoire de soudage n'est valable que dans les mêmes ateliers de production et / ou les chantiers placés sous la même direction technique et le même contrôle qualité du fabricant.
Une QMOS prononcée pour la société DUPONT ne peut qualifiée les soudures réalisées par la société DURAND.
3 - 2 - Par rapport au matériau de base
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour des matériaux de base ayant la même composition chimique (ou très avoisinante) et les mêmes caractéristiques mécaniques (égales ou inférieures à la Reh).
La nouvelle codification des groupes de matériaux pour les aciers est définie ci-dessous.
Le regroupement des matériaux est conforme à la norme CR ISO 15608. (confer tableau 2 du paragraphe 5.5.2 en page 10 de la norme).
| GROUPES DE MATÉRIAUX DE BASE CR ISO 15608 : 2000 - ACIERS | ||
| Groupe | Domaine de validité groupes | Définition du type d'acier |
| 1 | Aciers avec une limite d'élasticité minimale spécifiée ReH <= 460 N/mm² (ReH peut être remplacée par Rp0,2 or Rt0,5.) et une composition en % : C 0,25 - Si 0,60 - Mn 1,70 - Mo 0,70 b - S 0,045 - P 0,045 - Cu 0,40 b - Ni 0,5 b - Cr 0,3 (0,4 pour les pièces moulées) b - Nb 0,05 - V 0,12 b - Ti 0,05 |
|
| 1.1 | 1.1 | Aciers avec une limite d'élasticité minimale spécifiée ReH < 275 N/mm² |
| 1.2 | 1.1, 1.2 | Aciers avec une limite d'élasticité minimale spécifiée 275 N/mm² |
| 1.3 | 1.1, 1.2,1.3, 1.4 | Aciers avec une limite d'élasticité minimale spécifiée ReH > 360 N/mm² |
| 1.4 | 1.1, 1.2, 1.4 | Aciers à résistance améliorée à la corrosion atmosphérique dont la composition peut dépasser les exigences pour un élément unique indiqué en 1. |
| 2.1 | 2.1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers à grains fins à traitement thermomécanique et aciers moulés avec une limite d'élasticité minimale spécifiée 360 N/mm² < ReH<= 460 N/mm² |
| 2.2 | 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers à grains fins à traitement thermomécanique et aciers moulés avec une limite d'élasticité minimale spécifiée ReH > 460 N/mm² |
| 3.1 | 3.1, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers trempés et revenus avec une limite d'élasticité minimale spécifiée 360 N/mm < ReH<= 690 N/mm² |
| 3.2 | 3.1,3.2, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers trempés et revenus avec une limite d'élasticité minimale spécifiée ReH> 690 N/mm² |
| 3.3 | 3.1, 3.2,3.3, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers à durcissement structural sauf les aciers inoxydables |
| 4.1 | 4.1, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers alliés au Cr-Mo-(Ni) à faible teneur en nadium avec Mo 0,7 % et V 0,1 % - Aciers avec Cr <= 0,3 % et Ni <= 0,7 % |
| 4.2 | 4.1,4.2, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers alliés au Cr-Mo-(Ni) à faible teneur en vanadium avec Mo 0,7 % et V 0,1 % - Aciers avec Cr <= 0,7 % et Ni <= 1,5 % |
| 5.1 | 5.1, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers au Cr-Mo sans Vanadium avec C <= 0,35% avec 0,75 % < Cr <= 1,5 % et Mo <= 0,7 % |
| 5.2 | 5.1,5.2, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers au Cr-Mo sans Vanadium avec C <= 0,35%avec 1,5 % < Cr <= 3,5 % et 0,7% < Mo <= 1,2 % |
| 5.3 | 5.1, 5.2,5.3, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers au Cr-Mo sans Vanadium avec C <= 0,35%avec 3,5 % < Cr <= 7,0 % et 0,4% < Mo <= 0,7 % |
| 5.4 | 5.1, 5.2, 5.3,5.4, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers au Cr-Mo sans Vanadium avec C <= 0,35%avec 7,0 % < Cr <= 10 % et 0,7% < Mo <= 1,2 % |
| 6.1 | 6.1, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers alliés au Cr-Mo-(Ni) à forte teneur en Vanadiumavec 0,3 % <= Cr <= 0,75 %, Mo <= 0,7 % et V <= 0,35 % |
| 6.2 | 6.1, 6.2, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers alliés au Cr-Mo-(Ni) à forte teneur en Vanadiumavec 0,75 % <= Cr <= 3,5 %, 0,7% <= Mo <= 1,2 % et V <=0,35 % |
| 6.3 | 6.1, 6.2,6.3, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers alliés au Cr-Mo-(Ni) à forte teneur en Vanadiumavec 3,5 % <= Cr <=7 %, Mo <= 0,7 % et 0,45% <= V <= 0,55 % |
| 6.4 | 6.1, 6.2, 6.3,6.4, 2.1, 2.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers alliés au Cr-Mo-(Ni) à forte teneur en Vanadiumavec 7 % <= Cr <=12,5 %, 0,7% <= Mo <= 1,2 % et V <=0,35 % |
| 7.1 | 7.1 | Aciers inoxydables ferritiques |
| 7.2 | 7.2 | Aciers inoxydables martensitiques |
| 7.3 | 7.3 | Aciers inoxydables à durcissement structural |
| 8.1 | 8.1 | Aciers inoxydables austénitiques avec Cr <= 19 % |
| 8.2 | 8.1, 8.2 | Aciers inoxydables austénitiques avec Cr > 19 % |
| 8.3 | 8.1, 8.2,8.3 | Aciers inoxydables austénitiques au manganèse avec 4,0 % < Mn <= 12,0 % |
| 9.1 | 9.1 | Aciers alliés au nickel avec Ni <= 3,0% |
| 9.2 | 9.2, 9.1 | Aciers alliés au nickel avec 3,0% < Ni <= 8,0% |
| 9.3 | 9.3, 9.2, 9.1 | Aciers alliés au nickel avec 8,0% < Ni <= 10,0% |
| 10.1 | 10.1 | Aciers inoxydables austéno-ferritiques avec Cr <= 24,0 % |
| 10.2 | 10.2, 10.1 | Aciers inoxydables austéno-ferritiques avec Cr >24,0 % |
| 11.1 | 11.1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers non couverts par les groupes 1 et à 0,25% < C <= 0,35% |
| 11.2 | 11.1,11.2, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 | Aciers non couverts par les groupes 1 et à 0,35% < C <= 0,5% |
Une QMOS prononcée sur un matériau du groupe 8.1 ne peut pas qualifier un DMOS pour le soudage d'un groupe 1.1
Une QMOS prononcée sur un matériau du groupe 3.2 peut qualifier les soudures réalisées sur un assemblage de matériau du groupe 3.1 associé avec un matériau du groupe 1.2 (limite d'élasticité égale ou inférieure au même groupe).
3 - 3 - Par rapport à l'épaisseur du matériau de base pour les assemblages bout à bout
3 - 3 - 1 - Pour les assemblages bout à bout
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour le domaine de validité appliqué aux épaisseurs des matériaux de base.
Si votre QMOS est réalisée sur un tube bout à bout multipasse en 3,91 mm, vous pouvez l'utiliser pour rédiger un DMOS de 3 mm à 7 mm d'épaisseur en soudage multipasse.
| NF EN ISO 15614-1 : 2005 + A1 : 2008 | ||
| Domaine de validité de l'épaisseur pour les soudures bout à bout à pleine pénétration | ||
| Domaine de validité de la QMOS (en mm) | Domaine de validité de la QMOS (en mm) | |
| Épaisseur du coupon d'essai (t en mm) |
Monopasse - 1 passe | Multipasse > à 1 passe |
| t <= 3 | 0,7 t à 1,3 t | 0,7 t à 2,0 t |
| 3 < t <= 12 | 0,5 t (3 mm mini) à 1,3 t | 3 mm mini à 2,0 t (nota) |
| 12 < t <= 100 | 0,5 t à 1,1 t | 0,5 t à 2,0 t |
| t > 100 | Non applicable | 50 mm à 2 t |
| Si des essais de résiliences par flexion par choc sont exigées sur le matériau, la limite supérieure de qualification est limitée à 12 mm sauf si la QMOS comporte des essais de résiliences. |
3 - 3 - 2 - Pour les assemblages d'angle
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour le domaine de validité appliqué aux épaisseurs des matériaux de base.
Le domaine de validité doit être appliqué indépendamment aux deux matériaux de base.
Si votre QMOS est réalisée sur un angle multipasse en 30 mm, vous pouvez l'utiliser pour rédiger un DMOS dont les épaisseurs de matériaux sont comprises entre 5 mm à toutes épaisseurs supérieures en multipasse.
| NF EN ISO 15614-1 : 2005 + A1 : 2008 | |||
| Domaine de validité de l'épaisseur de matériau et gorge pour les soudures d'angle | |||
| Domaine de validité de la QMOS (en mm) | |||
| Épaisseur de gorge (en mm) | Épaisseur de gorge (en mm) | ||
| Épaisseur du coupon d'essai (t en mm) |
Épaisseur du matériau soudé (t en mm) |
Monopasse | Multipasse |
| t <= 3 | 0,7 t à 2,0 t | 0,75 a à 1,5 a | Aucune restriction de gorge |
| 3 < t <= 30 | 0,5 t (3 mm mini) à 2 t | 0,75 à 1,5 a | Aucune restriction de gorge |
| t >= 30 | > 5 mm | Nota a | Aucune restriction de gorge |
| NOTA 1 : a est la valeur d'épaisseur de gorge relevée lors de la qualification NOTA 2 : Si une soudure d'angle est qualifiée au moyen d'une soudure bout à bout à pleine pénétration, le domaine de validité de l'épaisseur de gorge qualifié doit être basé sur l'épaisseur du métal déposé. |
|||
| Nota a : Pour application spéciale uniquement. Chaque épaisseur de gorge est à vérifier séparément au moyen d'une épreuve de qualification de mode opératoire de soudage |
3 - 4 - Par rapport au diamètre du matériau de base
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour le domaine de validité appliqué aux diamètres des matériaux de base.
La qualification de mode opératoire de soudage réalisée à plat (PA) ou en corniche (PC) sur tôle qualifie le soudage des tubes de diamètre externe > 150 mm
La qualification de mode opératoire de soudage réalisée sur tôle pour les autres positions que PA et PC qualifie le soudage des tubes de diamètre externe > 500 mm
Si votre QMOS est réalisée sur un tube bout à bout de diamètre 48 mm, vous pouvez l'utiliser pour rédiger un DMOS de 25 mm mini à tous diamètres supérieurs.
| NF EN ISO 15614-1 : 2005 + A1 : 2008 | |
| Domaine de validité relatif au diamètre des tubes et piquages | |
| Diamètre du coupon d'essai (a) (Ø - D en mm) |
Domaine de validité des diamètres (Ø en mm) |
| D <= 25 mm | 0,5 D à 2 D |
| D > 25 mm | >= 0,5 D (avec 25 mm mini) |
| Nota : Dans le cas de profils creux pour la construction métallique, D est la dimension du plus petit côté. |
|
| (a): D est le diamètre extérieur du tube ou le diamètre extérieur du piquage |
3 - 5 - Par rapport au procédé de soudage
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour le ou les procédés de soudage utilisés lors de la qualification ainsi que le degré de mécanisation correspondant.
Une QMOS réalisée avec un procédé automatique ne peut être utilisée pour un soudage manuel et vice versa.
Pour chaque type de procédé, il y a des restrictions techniques à respecter comme indiqué ci-dessous :
3 - 5 - 1 - Procédé de soudage 141
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour le gaz de protection utilisé à la torche ainsi que la protection envers selon la codification de l'EN 439.
Une qualification de mode opératoire de soudage sans protection envers qualifie le soudage avec gaz de protection envers.
Une qualification de mode opératoire de soudage sans métal d'apport ne qualifie pas un soudage avec métal d'apport et inversement.
Il n'y a pas de domaine de validité sur les débits de gaz.
3 - 5 - 2 - Procédé de soudage 131, 135 et 136
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour le gaz de protection utilisé à la torche selon la codification de l'EN 439.
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour le nombre de fil d'apport utilisé lors de la qualification. Un soudage monofil ne qualifie pas un bi-fils et vice versa)
Le transfert d'arc dans les procédés 131, 135 et 136 M est une variable essentielle. Le transfert d'arc par court-circuit ne qualifie que lui-même. Les transferts d'arc par pulvérisation ou globulaire sont qualifiés entre eux.
Il n'y a pas de domaine de validité sur les débits de gaz.
3 - 5 - 3 - Procédé de soudage 15
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour le gaz plasmagène utilisé à la torche selon la codification de l'EN 439.
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour le gaz de protection utilisé à la torche ainsi que la protection envers selon la codification de l'EN 439.
Une qualification de mode opératoire de soudage sans métal d'apport ne qualifie pas un soudage avec métal d'apport et inversement.
Il n'y a pas de domaine de validité sur les débits de gaz.
3 - 5 - 4 - Procédé de soudage 121, 122, 125
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour la nomenclature de procédé de soudage utilisée lors de la qualification.
La QMOS n'est valide que pour la marque commerciale et la désignation du flux utilisé.
3 - 6 - Par rapport à la position fondamentale de soudage
Selon la norme européenne EN ISO 15614-1, la qualification de mode opératoire de soudage reste valable pour toutes les positions de soudage définies dans l'EN ISO 6947 si aucune exigence de dureté et / ou de résilience n'est requise sur les matériaux de base.
Vous devrez réaliser deux assemblages de qualification dont un dans une position à faible apport de chaleur (PC, PE) et l'autre dans une position à fort apport de chaleur (PA, PF) pour qualifier le soudage en toutes positions.
La qualification de mode opératoire de soudage réalisée en position verticale descendante (PG ou J-L045) ne qualifie que le soudage en position descendante.
Une QMOS réalisée sur un acier inoxydable austénitique (sans exigence de résiliences) en position à plat (PA) peut être utilisée pour un soudage en montante (PF).
3 - 7 - Par rapport à la méthode de préparation des chanfreins
La qualification de mode opératoire de soudage selon EN ISO 15614-1 reste valable dans tous les cas (cisaillage, meulage, usinage).
3 - 8 - Par rapport à la méthode de nettoyage
La qualification de mode opératoire de soudage selon EN ISO 15614-1 reste valable dans tous les cas (brossage, burinage, meulage).
3 - 9 - Par rapport au type et mode d'assemblage de soudage
La qualification de mode opératoire de soudage reste valable dans
les cas suivants :
[*]Les soudures bout à bout à pleine pénétration qualifient les soudures à pénétration partielle et les soudures d'angles. Toutefois des QMOS en angle sont exigées si la majorité des assemblages de fabrication sont des angles
[*]Les soudures de QMOS réalisées d'un seul côté sans support envers (ss,nb) qualifient les soudures avec support envers métalliques ou céramiques (ss,mb) et les soudures réalisées des deux côtés (bs ou bs,ng ou bs,gg)
[*]Les soudures réalisées d'un seul côté avec support envers métalliques ou céramiques (ss,mb) qualifient les soudures réalisées des deux côtés (bs ou bs,ng ou bs,gg)
[*]Les soudures réalisées des deux côtés sans gougeage (bs,ng) qualifient les soudures réalisées des deux côtés avec gougeage (bs,gg)
[*]Les QMOS réalisées sur tube de diamètre externe > 25 mm qualifient les soudures sur tôle.
[*]Les QMOS en soudure d'angle ne qualifient que les soudures en angle
[*]Les QMOS en soudage multipasse ne qualifient que les soudures multipasse. Les QMOS en soudage monopasse ne qualifient que les soudures monopasse.
Le tableau ci-dessous récapitule les domaines de validité des types d'assemblage :
| NF EN ISO 15614-1 : 2005 + A1 : 2008 | |||||
| Domaine de validité relatif au assemblage de qualification | |||||
| Détails de l'assemblage de qualification | Soudage d'un seul côté sans support envers (ss,nb) | Soudage d'un seul côté avec support envers (ss,mb) | Soudage des deux côtés sans gougeage (bs,ng) | Soudage des deux côtés avec gougeage (bs,gg) | Soudage en angle |
| Soudage d'un seul côté sans support envers (ss,nb) | OUI | OUI | OUI | OUI | OUI |
| Soudage d'un seul côté avec support envers (ss,mb) | NON | OUI | OUI | OUI | OUI |
| Soudage des deux côtés sans gougeage (bs,ng) | NON | NON | OUI | OUI | OUI |
| Soudage des deux côtés avec gougeage (bs,gg) | NON | NON | NON | OUI | OUI |
| Soudage en angle | NON | NON | NON | NON | OUI |
3 - 10 - Par rapport aux métaux d'apport de soudage
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour l'utilisation de métaux d'apport de même désignation normalisée avec les mêmes caractéristiques chimiques et mécaniques, le même type d'enrobage ou de flux (111, 114, 121, 122, 125, 136, 137) , la même teneur en hydrogène diffusible.
Le changement de marque commerciale et de désignation normalisée des produits d'apport est interdit lorsqu'il y a des essais de résilience exigés sur la QMOS pour les procédés de soudage 111, 114, 121, 122, 125, 136 et 137.
Il est autorisé de changer les dimensions des métaux d'apport sans toutefois augmenter de plus de 25% l'apport de chaleur selon l'EN 1011-1 lorsque des essais de flexion par choc sont requis sur la QMOS.
3 - 11 - Par rapport au type de courant de soudage et à la polarité de l'électrode
La qualification de mode opératoire de soudage ne reste valable que pour l'utilisation du même type de courant (courant continu ou alternatif ou pulsé) et de la même polarité pour le courant continu (positive ou négative).
Exception faite pour le courant alternatif qui qualifie le courant continu uniquement pour le procédé 111 s'il n'y a pas d'exigence d'essais de flexion par choc.
3 - 12 - Par rapport à la température de préchauffage, interpasses et postchauffage
La suppression d'un préchauffage et / ou d'un postchauffage est interdite.
La température du préchauffage et du postchauffage et le temps de maintien d'un postchauffage ne peuvent être diminués.
3 - 13 - Par rapport au traitement thermique après soudage
L'ajout ou la suppression d'un traitement thermique après soudage est interdit. Les températures, les vitesses de montée, les durées de maintien, les vitesses de refroidissement doivent être respectées.
4 - Quelques liens Internet utiles
Comment rédiger une fiche de descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) ? La notion de Weld Team d'un service technique soudage selon EN ISO 14731 Introduction à la qualité du soudage Comment lire un certificat de qualification de soudeur selon norme européenne ? Quelle est la codification des types et modes d'assemblage selon les normes européennes ? Une analyse des nouveautés de la norme de qualification de soudeurs NF EN 287-1 de septembre 2011 La normalisation européenne du soudage Quelle est l'incidence de l'application des normes européennes sur le soudage ?5 - Vos commentaires et réactions sur cet article
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