BASE DE CONNAISSANCES ET TÉLÉCHARGEMENTS
Coupe au
chalumeau
L’acier haute résistance et résistant à l’abrasion peut être coupé oxygaz comme l’acier doux. Cependant, comme pour l’acier doux, la chaleur extrêmement élevée transforme et tempère le matériau froid environnant. Nous parlons de la zone environnante comme de la « zone affectée par la chaleur » (ZAC, ou HAZ en anglais). La coupe au chalumeau présente un risque de ramollissement de l’acier dans la ZAC.
En outre, la coupe au chalumeau présente un risque de fissuration des bords d’attaque. Les fissures des bords coupés peuvent prendre entre 48 heures et deux semaines pour apparaître. Pour réduire le risque de fissuration de l’arête de coupe, les aciéries recommandent de préchauffer l’acier avant la coupe au chalumeau et de contrôler la vitesse de coupe pendant le processus de coupe. Même lorsque le préchauffage n’est pas recommandé, il est nécessaire que la température de l’acier soit au moins la température ambiante avant la coupe. Garder l’acier au chaud avant de le couper est l’un des principaux avantages de l’entreposage de l’acier à l’intérieur.
La coupe à l’arc au plasma, la coupe au laser et la coupe au jet d’eau réduisent considérablement la ZAC et les risques de fissuration des bords d’attaque. La coupe sous eau minimisera également la ZAC et réduira les risques de fissures. D’après notre expérience, la coupe au laser peut être plus lente que la coupe au plasma pour l’acier haute résistance et résistant à l’abrasion, tandis que la coupe au jet d’eau est souvent plus coûteuse. Nous utilisons le découpe au plasma et le coupe oxygaz et une combinaison de préchauffage, de vitesses de coupe contrôlées et de découpe sous eau pour réduire la ZAC et le risque de fissuration des bords d’attaque.
De nombreuses aciéries fournissent leurs propres directives sur les températures de coupe au chalumeau et de préchauffage. Par exemple, des renseignements techniques spécifiques sont disponibles dans ces documents : Algoma 100 et AlgoTuf , Dillimax et Dillidur , durostat, alform, JFE EVERHARD, Quend et Quard.
Soudage
Toutes les tôles d’acier HS 100 à haute résistance et HS 400, HS 450 et HS 500 résistant à l’abrasion peuvent être soudées par tous les procédés courants, à condition d’utiliser un matériau de soudage à faible teneur en hydrogène et de respecter les températures de préchauffage appropriées. Il convient d’utiliser des méthodes de soudage à faible apport de chaleur, telles que le soudage à l’arc métallique, le soudage sous gaz protecteur et le soudage à l’arc submergé à passes multiples. De cette façon, de bonnes propriétés mécaniques peuvent être conservées dans les zones affectées par la chaleur. Les procédés de soudage à apport thermique élevé qui génèrent un apport thermique supérieur à 90 KJ/po. (3,5 KJ/mm) doivent être évités.
Nous avons fourni de plus amples renseignements sur le soudage ci-dessous. De nombreuses aciéries fournissent des lignes directrices et des recommandations de soudage pour leurs produits. Par exemple, des renseignements techniques spécifiques sont disponibles dans ces documents : Algoma 100 et AlgoTuf , Dillimax et Dillidur , durostat, alform, JFE EVERHARD, Quend et Quard, Swebor, Welding N-A-XTRA, Welding XAR, Preheat Temperatures N-A-XTRA, Preheat Temperatures XAR, Consumables N-A-XTRA, Consumables XAR
Soudabilité
L’équivalent carbone (EC) est une base pour évaluer la soudabilité. Un EC plus faible indique une meilleure soudabilité. Les aciers moins soudables (ou plus durcissables) présentent un risque plus élevé de fissuration à froid induite par l’hydrogène et nécessitent donc des mesures de précaution telles que le préchauffage et les pratiques à faible teneur en hydrogène pour réduire ce risque. Il existe différentes formules pour calculer les valeurs d’équivalent carbone. Les producteurs de tôles traitées thermiquement recommandent généralement d’utiliser la formule de l’Institut international de la soudure (IIW) (ou la formule Dearden & O’Neil) : CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
Température de travail et préchauffage
L’acier haute résistance et résistant à l’abrasion peut parfois être soudé à température ambiante sans risque de fissuration par l’hydrogène, en particulier pour les plaques minces. Cependant, lorsque l’épaisseur d’une seule plaque est de 0,75 po ou plus, un préchauffage au-dessus de la température ambiante est généralement nécessaire. La plupart des aciéries fournissent des recommandations détaillées sur le préchauffage de leurs produits. Lors de la comparaison des recommandations, assurez-vous de vérifier l’apport de chaleur. Si l’apport de chaleur est de 25 à 30 kJ/po (0,9 à 1,1 kJ/mm), par exemple, la température de préchauffage sera généralement plus élevée que si l’apport de chaleur était de 50 à 70 kJ/po. (1,9 à 2,7 kJ/mm), parfois jusqu’à 100 °C (210 °F). Lorsque des aciers trempés et revenus sont soudés, une zone molle se forme près de la limite de fusion. La largeur de la zone molle varie avec l’apport de chaleur. Si l’apport de chaleur reste faible, la zone molle ne doit pas affecter la résistance du joint soudé. Pour les épaisseurs inférieures à 0,375 po (9,5 mm), l’apport de chaleur ne doit généralement pas dépasser 28 kJ/po. (1,1 kJ/mm).
Les températures de préchauffage et de maintien doivent être conservées pendant le soudage à l’aide d’un brûleur à gaz, de couvertures chauffantes ou, lorsque la température est atteinte, à l’aide de la chaleur de soudage elle-même. Les températures doivent être mesurées des deux côtés de la plaque (par exemple, en utilisant des crayons thermochromatiques ou des pistolets thermiques). Dans des conditions de contrainte sévère, pour le soudage par pointage, ou dans des conditions météorologiques humides, les températures de préchauffage seraient généralement augmentées.
Consommables
Une soudure sous-ajustée est souvent souhaitable. Les consommables qui produisent un métal de soudure plus mou sont moins chers et, en raison de leur faible teneur en alliage, sont moins durcissables que ceux qui produisent un métal de soudure plus résistant. En outre, les consommables qui produisent un métal de soudure plus mou sont capables de se déformer plastiquement plus facilement pendant le refroidissement de la soudure, réduisant ainsi la contrainte sur le joint. Le matériau d’apport peut être le même que pour l’A572-50 ou similaire, tel que le type AWS E7018. Pour les soudures bout à bout où la résistance du joint doit être égale à celle de la plaque mère, envisagez d’utiliser des électrodes telles que l’AWS E11018.
L’acier trempé et revenu peut facilement être soudé avec d’autres aciers ayant une analyse de base correspondante. Dans ce cas, il convient généralement de choisir des consommables correspondant aux grades d’acier les plus tendres. Toutefois, seuls les métaux d’apport et les procédés qui entraînent de faibles niveaux d’hydrogène peuvent être utilisés. En outre, les consommables doivent être entreposés de manière à éviter l’absorption d’humidité. S’il y a un risque d’absorption d’humidité, les consommables doivent être jetés ou séchés à nouveau conformément aux instructions du fabricant. Les électrodes recouvertes doivent être soigneusement séchées afin de s’assurer que la teneur en hydrogène ne dépasse pas 10 mL/100 g de métal soudé.
Préparation des joints
Pour obtenir de bons résultats de soudage, il est important d’éloigner du joint de soudure les hydrogènes qui favorisent la fissuration. Assurez-vous que le joint est propre et utilisez uniquement des consommables secs. Les joints doivent être préparés de la même manière que pour les aciers ordinaires, par coupe au gaz ou usinage. Toutes les impuretés présentes sur le joint ou à proximité (telles que le tartre, la rouille, l’huile, la peinture et l’humidité) doivent être éliminées avant le soudage. Ces impuretés contiennent des sources d’hydrogène et peuvent provoquer des fissures. Un bon ajustement serré entre les éléments du joint est essentiel pour minimiser les contraintes et ainsi réduire le risque de fissuration. Le risque est plus grand pour les premières passes de soudure, souvent plus petites.
Perçage
De nombreuses aciéries fournissent des lignes directrices et des recommandations de traitement pour leurs produits. Par exemple, des renseignements techniques spécifiques sont disponibles dans ces documents : Algoma 100 et AlgoTuf , Dillimax et Dillidur , durostat, JFE EVERHARD, Quend et Quard.
D’après notre expérience, n’importe quel foret en acier rapide peut être utilisé pour percer des trous dans les HS 100 et HS 400. Notre expérience suggère qu’un foret HSS-Co (acier rapide m42) à 8 % de cobalt, avec une hélice lente et une construction à âme lourde, peut être utilisé pour les HS 450 et HS 500. Pour les travaux de production, nous recommandons des forets à plaquettes en carbure monobloc ou en carbure indexable pour une perceuse stable. Pour une machine non rigide où les vibrations pourraient être un problème, nous suggérons des forets en carbure cémenté. Étant donné que de nouveaux produits de perçage sont souvent développés, il est préférable d’obtenir les tableaux de perçage pour les plaquettes en carbure indexable, les forets en carbure solide et en carbure cémenté auprès de votre fournisseur d’outils ou du fabricant de forets.
Taraudage
Pour le taraudage en HS 100, n’importe quel taraud en acier rapide convient, tandis que le HS 400 exige un taraud HSS de haute qualité. Pour les travaux de production, la durée de vie du taraud peut être prolongée en utilisant un taraud machine HSS revêtu. Bien qu’il soit possible de tarauder le HS 500, cette opération ne peut être effectuée facilement. Nous recommandons un taraud de haute qualité et une machine rigide haut de gamme. Attendez-vous à une durée de vie plus courte du taraud et à une éventuelle rupture du taraud par fracture due à un couple excessif à l’intérieur du trou. Le filetage à la fraise est une opération plus fiable pour le filetage de trous dans le HS 500. Lors du taraudage, quel que soit le grade, une lubrification abondante est nécessaire. Nous ne recommandons pas le taraudage manuel pour les types d’acier ci-dessus. La vitesse de coupe dépend de la machine et du taraud. Nous suggérons une vitesse de départ de 3 m/min (9 sfm), avec des ajustements en fonction de votre combinaison particulière de machine et de taraud.
Fraisage et chambrage
Le fraisage et le chambrage sont mieux réalisés avec des outils à plaquettes remplaçables. Il est préférable d’effectuer le chambrage avec un pilote rotatif pour garantir la précision du trou et la stabilité de l’outil. Veillez toujours à ce que la pièce soit correctement fixée afin d’éliminer toute vibration éventuelle. Les données de coupe varient légèrement d’une machine à l’autre. Les tableaux des outils de fraisage et de chambrage spécifiques peuvent être obtenus auprès de votre fournisseur d’outils. Dans tous les cas, nous recommandons d’utiliser beaucoup de liquide de refroidissement. Sur la base de notre expérience, nous recommandons les valeurs de coupe suivantes comme recommandations générales pour un outil à plaquettes remplaçables :
IMPÉRIAL
| GRADE D’ACIER (Type de foret) | VITESSE DE COUPE (sfm) | 3/16 po à 3/8 po par tour | 3/8 po à 3/4 po par tour | 3/4 po - 1 1/8 po par tour | > 1-1/8 po par tour |
|---|---|---|---|---|---|
| A572 - 50W (HSS-E et HSS-co) | 85 à 98 | 0,006 | 0,008 | 0,012 | 0,015 |
| HS 100 QT (HSS-E et HSS-co) | 52 à 65 | 0,004 | 0,004 | 0,009 | 0,014 |
| HS 400 (HSS-Co avec hélice lente) | 26 à 33 | 0,002 | 0,004 | 0,009 | 0,014 |
| HS 450 (HSS-Co avec hélice lente) | 19 à 26 | 0,002 | 0,004 | 0,009 | 0,014 |
| HS 500 (HSS-Co avec hélice lente) | 13 à 19 | 0,002 | 0,003 | 0,007 | 0,010 |
MÉTRIQUE
| GRADE D’ACIER (Type de foret) | VITESSE DE COUPE m/min | √∏ 5 à 10 mm d’avance mm/tour | √∏ 10 à 20 mm d’avance mm/tour | √∏ 20 à 30 mm d’avance mm/tour | √∏ > 30 mm d’avance mm/tour |
|---|---|---|---|---|---|
| A572 - 50W (HSS-E et HSS-co) | 26 à 30 | 0,15 | 0,20 | 0,30 | 0,40 |
| HS 100 QT (HSS-E et HSS-co) | 16 à 20 | 0,10 | 0,10 | 0,23 | 0,35 |
| HS 400 (HSS-Co avec hélice lente) | 8 à 10 | 0,05 | 0,10 | 0,23 | 0,35 |
| HS 450 (HSS-Co avec hélice lente) | 6 à 8 | 0,05 | 0,10 | 0,23 | 0,35 |
| HS 500 (HSS-Co avec hélice lente) | 4 à 6 | 0,05 | 0,08 | 0,18 | 0,25 |
Formage
De nombreuses aciéries fournissent des lignes directrices et des recommandations de traitement pour leurs produits. Par exemple, des renseignements techniques spécifiques sont disponibles dans ces documents : Algoma 100 et AlgoTuf , Dillimax et Dillidur , durostat, JFE EVERHARD, Quend et Quard
Pratique de formage
| Rayon de formage (R) / épaisseur de la plaque (t) à 60º et 90º | Ouverture de la matrice (W) / épaisseur de la plaque (t) à 60° | Ouverture de la matrice (W) / épaisseur de la plaque (t) à 90° | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| GRADE | Transversale à la direction du roulement R/t | Parallèle à la direction du roulement R/t | Transversale W/t | Parallèle W/t | Transversale W/t | Parallèle W/t |
| A36/44W | 2.0 | 2.5 | 7.0 | 8.5 | 12.0 | 12.5 |
| 50W/572-50 | 2.5 | 3.0 | 7.5 | 8.5 | 12.5 | 13.5 |
| HS 100 | 2.0 | 3.0 | 7.0 | 8.5 | 13.0 | 13.5 |
| HS 400 | 3.0 | 4.0 | 8.5 | 10.0 | 13.5 | 14.0 |
| HS 500 | 10.0 | 12.0 | 16.0 | 18.0 | ||
| Pour le pliage à 90º dans une matrice en V, l’ouverture de la matrice doit « correspondre » au rayon de l’outil supérieur afin d’éviter toute impression dans la plaque. | ||||||
Force de pliage
Les matrices en V et le pliage à rouleaux sont presque équivalents du point de vue du formage. L’augmentation de l’ouverture de la matrice réduit la résistance de pliage requise, mais augmente le retour élastique. Lors du formage d’un angle de 90º dans une matrice en V, la valeur de la formule W/t – (1,4 x R/t) doit être supérieure à 9 pour éviter l’impression dans la plaque.
Exemple:
Le pliage d’une plaque HS 100 typique de 3/8 po d’épaisseur avec un W/t de 12,0 pour un formage transversal à la direction du laminage, et un R/t recommandé à 2 pour un pliage à 90º, la formule montre.
La résistance de pliage requise pour le pliage à rouleaux et la matrice en V est calculée selon la formule suivante:
Forces de pliage nécessaires dans une presse plieuse - Tonnes
| ÉPAISSEUR | LARGEUR | HS 100 | HS 400 | HS 500 |
|---|---|---|---|---|
| 1/2 po | 96 po | 420 | 540 | 560 |
| 1/2 po | 48 po | 210 | 270 | 280 |
| 3/4 po | 96 po | 625 | 800 | 840 |
| 3/4 po | 48 po | 310 | 400 | 420 |
| La résistance de pliage peut varier en raison de la conception de la matrice et de l’épaulement, de l’état de la surface et de la lubrification. | ||||
Le retour élastique pour différents grades d’acier est illustré dans le tableau ci-dessous. Pour compenser, une surflexion est nécessaire.
Retour élastique typique pour l’ouverture minimale recommandée de la largeur de la matrice
| GRADE | RM P.S.I. | SPRINGBACK |
|---|---|---|
| A572-50 | 80,000 | 3 à 5º |
| HS 100 | 125,000 | 6 à 10º |
| HS 400 | 181,000 | 9 à 13º |
| HS 500 | 225,000 | 13 à 16º |
Fiches de données de sécurité
Les fiches de données de sécurité (FDS) sont disponibles sur demande. Voici quelques exemples : Algoma Steel, Cliffs, NLMK Clabecq, Nucor, SSAB (Produits de marque, tôles et plaques, and échelle), Swebor
