Cet article technique est un condensé des exigences techniques et rédactionnelles des domaines de validités d'une qualification de mode opératoire de soudage selon la norme EN ISO 15614-1 de 2017
1 - Introduction
Comme vous le savez peut être, l'inspecteur en qualité du soudage doit rédiger depuis la nouvelle version de la norme EN ISO 15614-1 de 2017 une page récapitulative des domaines de validités de la qualification de mode opératoire de soudage.
Cette page est ajoutée dans le procès verbal officiel de QMOS.
Il n'existe pas d'exemple informatif de cette page de domaine de validité dans la norme EN ISO 15614-1 de 2017
Et cette nouvelle exigence ne se fait pas sans problème !
2 - Généralités
Les domaines de validité d'une QMOS sont précisés dans le chapitre 8 de la norme EN ISO 15614-1 de 2017.
Une épreuve de qualification de mode opératoire de soudage préparée par un fabricant selon la norme EN ISO 15614-1 de 2017 est valable pour le soudage dans les ateliers ou sur les chantiers lorsque le fabricant qui a effectué cette épreuve conserve l’entière responsabilité de toutes les opérations de soudage réalisées
selon ce mode opératoire de soudage.
3 - Domaines de validités
3 - 1 - Groupe de matériaux de base (§ 8.3.1)
Voir les tableaux 5 pour les aciers ou 6 pour les bases nickel , il ne faut pas oublier de prendre en compte les nota a, b, c des tableaux
Pour une nuance S355J2+N : indiquer Groupe 1-1 avec Re ≤ 355 MPa
Pour une nuance S500MC : indiquer Groupe 1-1 ; 1-2 et 2-2 avec Re ≤ 500 MPa
Pour une nuance 1.4404 : indiquer Groupe 8-8
Pour une nuance S355K2+N / 1.4404 : indiquer (1) - Groupe 1-1 avec Re ≤ 355 MPa / (2) - Groupe 8-8
3 - 2 - Épaisseurs des matériaux de base (§ 8.3.2)
Les limites de qualification du matériau de base et du métal déposé doivent correspondre à celles
indiquées dans les Tableaux 7 et 8. Les limites qualifiées pour le métal déposé ne doivent pas être
dépassées dans les soudures de production, à l’exception de l’épaisseur de la soudure d’angle, qui ne doit
pas être prise en considération.
Les deux parties du matériau de base à souder doivent respecter les limites d’épaisseur qualifiées.
Néanmoins, pour les matériaux de base présentant des épaisseurs différentes, aucune limite n’est
appliquée à la partie la plus épaisse, à condition que la qualification ait été réalisée sur un matériau de
base d’une épaisseur supérieure ou égale à 30 mm.
La qualification d’un mode opératoire de soudage par épreuve obtenue sur une épaisseur t qualifie les
épaisseurs selon les domaines de validité donnés dans le Tableau 7 et le Tableau 8.
Si l’assemblage de qualification est un bout à bout :
BW (+ PIQ) : Tableau 7, ajouter PIQ uniquement pour les BW de tubes
FW : Tableau 8
Par exemple un assemblage bout à bout d’épaisseur 5 mm en multipasse
BW + PIQ + FW : épaisseur 3 mm mini à 10 mm maxi
Si l’assemblage de qualification est une soudure d’angle à bord droit
FW : Tableau 8 – préciser pour chacune des épaisseurs de l'assemblage t1 et t2
Par exemple un assemblage d'angle de tôles d’épaisseur 5 mm / 15 mm en multipasse
FW : t1 épaisseur 3 mm mini à 10 mm maxi - t2 épaisseur 3 mm mini à 30 mm maxi
Si l’assemblage de qualification est un piquage (PIQ) ou un tube (T) à pleine pénétration :
PIQ ou T : Tableau 7 (considérer l’épaisseur chanfreinée)
3 - 3 - Épaisseurs de gorge des soudures d'angle (§ 8.3.2)
Application du tableau 8 de la norme EN ISO 15614-1 de 2017
Par exemple gorge soudée en QMOS d'angle de 5 mm en monopasse : => 3,75 à 7,5
Par exemple gorge soudée en QMOS d'angle de 5 mm en multipasse : Aucune restriction en multipasse
3 - 4 - Diamètres extérieurs des tubes (§ 8.3.3)
Pour le niveau 2: La qualification d’un mode opératoire de soudage par épreuve obtenue sur un diamètre D qualifie les diamètres selon les domaines suivants donnés dans le Tableau 9.
Une qualification de soudure bout à bout de tubes couvre les soudures bout à bout de tôles.
La qualification obtenue sur tôles couvre également les tubes de diamètre extérieur >500 mm ou de diamètre extérieur >150 mm soudés en position PC, en rotation en position PF ou en rotation en position PA.
Par exemple :
Diamètre de qualification 150 mm => Tous diamètres ≥ 75 mm
Ne pas oublier d’ajouter pour la forme de produit tôles :
D > 500 mm ou D >150 mm soudés en position PC, en rotation en position PF ou en rotation en position PA. (Restreindre les positions en fonction du domaine de validité des positions qualifiées)
Par exemple :
- Tôle angle position PD avec exigence de dureté: D >150 mm soudé en angle.
- Tôle position PC avec exigence de dureté: D >150 mm soudés en position PC.
- Tôle position PC sans exigence de dureté ni de résilience : D > 500 mm ou D >150 mm soudés en position PC, en rotation en position PF ou en rotation en position PA
3 - 5 - Forme de produits (§ 8.3.3)
Pour le niveau 2: L’épreuve de qualification d’un mode opératoire de soudage doit être réalisée sur un piquage incliné d’un angle α (voir Figure 4).
Un assemblage de qualification réalisé avec un angle d’inclinaison de piquage compris entre 60° et 90°
qualifie l’angle 60° ≤ α < 90°.
Un angle α < 60° exige un assemblage de qualification séparé et qualifie les angles d’inclinaison compris entre α et 90°.
Si l’assemblage de qualification est un tube (T)
T - P + Piquages ≥ 60°
Si l’assemblage de qualification est une tôle (P)
T - P
4 - Domaines de validité communs au procédé de soudage
4 - 1 - Procédé(s) de soudage (§ 8.4.1)
La qualification est valable uniquement pour le(s) procédé(s) de soudage utilisé(s) dans l’épreuve de
qualification du mode opératoire de soudage.
Pour le niveau 2: Chaque degré de mécanisation doit être qualifié de manière indépendante (manuel, partiellement mécanisé, totalement mécanisé et automatique).
4 - 2 - Position(s) de soudage (§ 8.4.2)
Si aucune exigence de résistance à la flexion par choc ou de dureté n’est spécifiée, le soudage de
l’assemblage de qualification dans n’importe quelle position (tube ou tôle) qualifie le soudage en toutes
positions (tube ou tôle).
Par exemple, pour un assemblage bout à bout de tôles, la position correspondant à l’apport de chaleur
le plus élevé est normalement PF ou PA et celle correspondant à l’apport de chaleur le plus faible est PC ou PE.
Application de la Fiche AQUAP N°33 Révision C
Lorsque les essais de flexion par choc sont demandés, choisir une position dans la première colonne. Lorsque les essais de dureté sont demandés, choisir une position dans la deuxième colonne.
Lorsque les essais de flexion par choc et de dureté sont simultanément demandés, choisir une position dans chaque colonne. Il faut remarquer que, pour un tube en position fixe, les positions PH (ex-PF) et H-L045 sont communes aux deux colonnes.
Par exemple :
- Tôle angle position PB sans exigence de dureté : Toutes positions en angle sauf verticale descendante PG et PJ .
- Tôle angle position PD avec exigence de dureté : Toutes positions en angle sauf verticale descendante PG et PJ .
- Tôle angle position PF avec exigence de dureté : PF en angle .
4 - 3 - Type d'assemblage de soudure (§ 8.4.3)
a) les soudures bout à bout qualifient les soudures bout à bout à pleine pénétration ou à pénétration partielle et les soudures d’angle. Des épreuves sur soudures d’angle sont exigées pour les assemblages en T avec des soudures d’angle ou des soudures bout à bout à pénétration partielle lorsque celles-ci correspondent au type d’assemblage prédominant en conception et en soudage de production;
b) les soudures bout à bout à pleine pénétration qualifient les soudures bout à bout à pleine pénétration ou à pénétration partielle et les soudures d’angle quelque soit le type d’assemblage;
c) les assemblages bout à bout de tubes qualifient les piquages ayant un angle α ≥ 60° (voir Figure 4 pour α);
d) les soudures bout à bout à pleine pénétration des assemblages en T qualifient les soudures bout à bout à pleine pénétration ou à pénétration partielle des assemblages en T et les soudures d’angle, mais pas l’inverse;
e) les soudures d’angle ne qualifient que les soudures d’angle;
f) les soudures réalisées d’un seul côté sans support envers qualifient les soudures réalisées des deux côtés
et les soudures avec support envers;
g) les soudures réalisées avec support envers qualifient les soudures réalisées des deux côtés;
h) les soudures réalisées des deux côtés sans retirer la racine qualifient les soudures réalisées des deux côtés en retirant la racine (sauf en cas de gougeage thermique);
i) les soudures réalisées des deux côtés avec ou sans gougeage qualifient les soudures réalisées d’un seul côté avec support envers;
j) lorsque des exigences de résistance à la flexion par choc ou de dureté s’appliquent, il n’est pas permis de passer d’un dépôt multipasse à un dépôt monopasse (ou monopasse de chaque côté) et inversement pour
un procédé donné;
k) le soudage de reconstitution est qualifié par un assemblage de qualification de soudure bout-à-bout;
l) le beurrage doit être réalisé sur un assemblage de qualification séparé en combinaison avec la soudure bout à bout.
Voir les notas applicables
Par exemple pour un assemblage bout à bout de tube soudés d’un seul côté
Détails de soudure voir paragraphe 8.4.3 / Weld Detail see paragraph 8.4.3
4 - 4 - Matériau d'apport, fabricant,appellation commerciale (§ 8.4.4)
Pour le niveau 2: Les matériaux d’apport couvrent d’autres matériaux d’apport à condition que, selon la désignation normalisée de la Norme internationale appropriée correspondant au matériau d’apport concerné, ils aient des propriétés mécaniques équivalentes, le même type d’enrobage ou de flux, la même composition
chimique nominale et une teneur en hydrogène inférieure ou égale.
Lorsqu’un essai de flexion par choc est exigé par la norme d’application à des températures inférieures à −20 °C pour les procédés 111, 114, 12, 136 et 132 conformément à l’ISO 4063, le domaine de validité est limité à l’appellation commerciale donnée par le fabricant au matériau d’apport utilisé dans l’épreuve de qualification du mode opératoire.
Dans ce cas, il est également autorisé de remplacer le matériau d’apport d’un fabricant par celui d’un autre fabricant si la partie obligatoire de la désignation du produit est identique, et à condition qu’un assemblage de qualification supplémentaire soit soudé avec l’apport de chaleur maximal qualifié; seules les éprouvettes
de flexion par choc sur le métal fondu doivent être soumises à essai. Cela ne s’applique pas au fil-électrode plein ni aux baguettes de même désignation et de même composition chimique nominale.
Si essais de flexion par choc inférieur à -20° sur procédé 111, 114, 12, 136 et 132 : Limité à l’appellation commerciale qualifiée (indiquer celle portée en page 2 de la QMOS)
Sinon : N/A
4 - 5 - Dimensions du matériau d'apport (§ 8.4.5)
Il est permis de modifier les dimensions du matériau d’apport à condition de satisfaire aux exigences
en 8.4.7. (respect de l'apport de chaleur)
Si aucun essai de flexion par choc ou de dureté n’est exigé, aucune limite n’est appliquée aux dimensions
du matériau d’apport.
Aucune limite si les conditions du 8.4.7 sont satisfaites
4 - 6 - Type de courant (§ 8.4.6)
La qualification obtenue est limitée au type de courant [courant alternatif (CA), courant continu (CC) ou
courant pulsé] et à la polarité utilisés dans l’épreuve de qualification du mode opératoire de soudage.
Pour le procédé 111, le courant alternatif qualifie également le courant continu (pour les deux polarités),
à moins qu’un essai de flexion par choc ne soit exigé.
4 - 7 - Apport de chaleur ou énergie de l'arc (§ 8.4.7)
Pour le niveau 2: Lorsque des exigences sur la résistance à la flexion par choc s’appliquent, la limite supérieure de l’apport de chaleur qualifié est supérieure de 25 % à celle utilisée lors du soudage de l’assemblage de qualification.
Lorsque des exigences de dureté s’appliquent, la limite inférieure de l’apport de chaleur qualifié est inférieure de 25 % à celle utilisée lors du soudage de l’assemblage de qualification. Si l’épreuve de qualification d’un mode opératoire de soudage a été réalisée à la fois à un niveau d’apport de chaleur élevé et faible, alors tous les niveaux d’apport de chaleur intermédiaires sont également qualifiés. Il n’est pas nécessaire de calculer chaque passe.
Si requis voir Fiche AQUAP 38 & 42 (0,75 x valeur la plus basse – 1,25 x valeur la plus élevée)
Les exigences sur la résistance à la flexion par choc ne s’appliquent qu’aux assemblages bout à bout à pleine pénétration pour les matériaux d’épaisseur supérieure ou égale à 12 mm (sauf exigences supplémentaires prévues dans la norme d’application) et dont la résistance à la flexion par choc est spécifiée. L’exigence concernant la limite supérieure de l’apport de chaleur n’est donc à prendre en compte que pour les assemblages précités.
Dans le cas d’assemblages en angle et de piquages, l’exigence concernant la limite supérieure de l’apport de chaleur n’est pas à prendre en compte quelle que soit l’épaisseur à souder et quelle que soit la nature du matériau.
Les exigences sur la dureté s’appliquent à tous les assemblages de matériaux autres que ceux des groupes 1.1, 8 et 41 à 48 (sauf exigences supplémentaires prévues dans la norme d’application).
L’exigence concernant la limite inférieure de l’apport de chaleur s’applique donc uniquement aux matériaux autres que ceux des groupes 1.1, 8 et 41 à 48.
Au titre du paragraphe 8.4.8, les exigences relatives à la résistance à la flexion par choc et à la dureté à prendre en compte pour la détermination du domaine de validité de l’apport de chaleur sont celles de l’assemblage de production et non celles de l’assemblage de qualification de mode opératoire validant le dit assemblage de production.
Voir tableau récapitulatif ci-après :
Par exemple :
L'apport de chaleur mini est de 2 kJ/mm et maxi de 3 kJ/mm pour une QMOS en angle groupe 1.2 (exigence de dureté)
Indiquer ≥ 1,5 kJ/mm
L'apport de chaleur mini est de 2 kJ/mm et maxi de 3 kJ/mm pour une QMOS en bout à bout groupe 1.2 tôle de 15 mm (exigence de dureté et de résiliences)
Indiquer ≥ 1,5 kJ/mm et < 3,75 kJ/mm
Si pas d'exigence de dureté et de flexions par choc indiquer dans Apport de chaleur : N/A
4 - 8 - Température de préchauffage (§ 8.4.8)
Toute diminution de plus de 50 °C par rapport à la température de préchauffage consignée dans le PV de QMOS exige une nouvelle qualification.
La température de préchauffage peut être spécifiée, par exemple par une fiche technique de matériau,
et dépend de l’épaisseur du matériau.
Par exemple la température de préchauffage est de 100°C
Indiquer ≥ 50°C
Si pas de température indiquée : Avec et Sans
Exemple qui prête aujourd'hui à discussion :
La température de démarrage du soudage est à 40°C
Faut il indiquer ≥ 40°C - 50°C = ≥ - 10°C ce qui est une bêtise métallurgique
4 - 9 - Température entre passes ou interpasse (§ 8.4.9)
Toute augmentation de plus de 50 °C de la température maximale entre passes enregistrée pendant
l’épreuve de qualification du mode opératoire de soudage doit exiger une nouvelle qualification.
Pour le niveau 2: La limite supérieure de la qualification correspond à la température entre passes la plus élevée enregistrée pendant l’épreuve de qualification du mode opératoire de soudage pour les groupes de matériaux 8, 10 et 41 à 48.
Par exemple la température entre passes est de 150°C sur un acier carbone manganèse groupe 1.2
Indiquer ≤ 200°C
Sauf pour les groupes 8, 10 et 41 à 48 : ≤ Température maxi entre passes utilisée
Par exemple la température entre passes est de 150°C sur un acier inoxydable austénitique groupe 8.1
Indiquer ≤ 150°C
4 - 10 - Postchauffage après soudage (§ 8.4.10)
Pour le niveau 2: La température et la durée du post-chauffage pour dégazage de l’hydrogène ne doivent pas être réduites.
Le post-chauffage ne doit pas être omis, mais il peut être ajouté.
Par exemple
Sans postchauffage : Avec ou Sans
Avec postchauffage : Avec
4 - 11 - Traitement thermique après soudage (§ 8.4.11)
L’ajout ou la suppression d’un traitement thermique après soudage n’est pas autorisé.
Par exemple
Sans T.T.H. : Sans
Avec T.T.H. : Avec
Voir § 8.4.11 / Refer to § 8. 4.11
Pour le niveau 2: La plage de températures validée correspond à la température de maintien utilisée
dans l’épreuve de qualification du mode opératoire de soudage ± 20 °C, sauf spécification contraire.
Lorsqu’exigé, les vitesses de montée en température et de refroidissement, et le temps de maintien
doivent être associés au produit.
5- Domaines de validité spécifique au procédé de soudage (§ 8.5)
5 - 1 - Soudage à l'arc sous flux procédé 12 (§ 8.5.1)
Pour le niveau 2:
a) Chaque variante de procédé 12 (121 à 126) doit être qualifiée de manière indépendante.
Toute modification du nombre d’électrodes exige une nouvelle qualification.
L’ajout ou la suppression de fils (fil froid ou fil chaud) doit exiger une nouvelle qualification. En outre, une modification de plus de ±10 % du rapport entre le matériau d’apport supplémentaire et l’électrode exige une
nouvelle qualification.
b) La qualification du mode opératoire de soudage par épreuve est limitée au fabricant, à l’appellation commerciale et à la désignation du flux utilisé pendant l’épreuve.
c) Lorsqu’un flux issu d’un laitier concassé est utilisé, chaque lot ou mélange nécessite une nouvelle épreuve de qualification.
5 - 2 - Gaz de protection endroit procédé 13 (§ 8.5.2.1)
La qualification est limitée à la composition nominale du gaz de protection utilisé dans l’épreuve de
qualification du mode opératoire.
La désignation de l’ISO 14175 peut être utilisée pour spécifier la composition des gaz de protection, par exemple ISO 14175:2008, M21-ArC-18.
Un écart de maximum ±20 % (relatif) de la composition nominale de la teneur en CO2 est autorisé.
Toutefois, l’ajout ou la suppression intentionnel de 0,1 % au maximum d’un composant gazeux n’exige
pas une nouvelle épreuve de qualification du mode opératoire de soudage.
5 - 3 - Type de transfert d'arc procédé 13 (§ 8.5.2.3)
Pour les fils pleins et les fils fourrés de métal, la qualification à l’aide du transfert par courts-circuits
ne qualifie que ce type de transfert.
La qualification à l’aide du transfert par pulvérisation, pulsé ou globulaire qualifie ces types de transfert.
8.5.2.3.2 Pour le niveau 2 — Soudage avec forme d’onde contrôlée
Lorsqu’une source de courant avec contrôle de la forme d’onde (voir l’ISO/TR 18491) est utilisée, le
fabricant de la source de courant et le mode de contrôle de la forme d’onde doivent être consignés dans
le PV-QMOS avec toutes les autres informations pertinentes.
Un changement de fabricant de la source de courant ou du mode de contrôle de la forme d’onde nécessite
une nouvelle épreuve de qualification.
8.5.2.3.3 Pour le niveau 2 — Soudage en mode pulsé (sans forme d’onde contrôlée)
Lorsqu’une source de courant en mode pulsé est utilisée, l’identification du fabricant de la source de
courant doit être consignée dans le PV-QMOS avec toutes les informations pertinentes.
Un changement de fabricant de la source de courant ne nécessite pas de nouvelle épreuve de
qualification.
8.5.2.3.4 Pour le niveau 2 — Soudage sans mode pulsé et sans contrôle de la forme d’onde
Lorsque la source de courant servant à qualifier un PV-QMOS a été utilisée sans contrôle de la forme
d’onde, l’identification du fabricant de la source de courant est requise.
Un changement de fabricant de la source de courant ne nécessite pas de nouvelle épreuve de
qualification.
5 - 4 - Gaz de protection endroit procédé 14 (§ 8.5.3.1)
La qualification est limitée à la composition nominale du gaz de protection utilisé dans l’épreuve de
qualification du mode opératoire.
La désignation de l’ISO 14175 peut être utilisée pour spécifier la composition des gaz de protection, par exemple ISO 14175:2008, I3-ArHe-30.
Un écart de maximum ±10 % (relatif) de la composition nominale de la teneur en hélium est autorisé.
Toutefois, l’ajout ou la suppression intentionnel de 0,1 % au maximum d’un composant gazeux n’exige
pas une nouvelle épreuve de qualification du mode opératoire de soudage.
5 - 5 - Gaz de protection envers (§ 8.5.6)
Pour le niveau 2: Une épreuve de qualification de mode opératoire de soudage bout à bout sans gaz de protection envers qualifie un mode opératoire de soudage avec gaz de protection envers des groupes I, N1, N2 et N3 suivant l’ISO 14175, mais pas l’inverse.
Un groupe principal de gaz de protection envers qualifie tous les sous-groupes de ce même groupe principal (classification selon l’ISO 14175).
Pour les groupes de matériaux 1 à 6 selon l’ISO/TR 15608, un changement entre les gaz de protection envers des groupes I, N1, N2 et N3 n’exige pas une nouvelle qualification.
Pour les groupes de matériaux 8 et 41 à 48, un changement entre les gaz de protection envers des groupes I, N et R n’exige pas une nouvelle qualification.
Tout changement de classification de gaz de protection envers pour les groupes de matériaux 7 et 10 exige une nouvelle qualification.
Si des soudures de production sont réalisées sur un support envers de plus de 5 mm d’épaisseur, la Suppression du gaz de protection envers est admise.
6 - Exemple de page récapitulative des domaines de validité d'une QMOS
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