La contrainte résiduelle des tubes LSAW est principalement due à un refroidissement irrégulier. Il s'agit de la contrainte d'équilibre interne en phase, sans force externe. Cette contrainte résiduelle est présente dans les sections laminées à chaud de différentes sections. Plus la section d'un profilé en acier standard est grande, plus la contrainte résiduelle est importante.
Bien que la contrainte résiduelle soit auto-équilibrée, elle a néanmoins un impact sur la performance des éléments en acier soumis à des forces externes. Par exemple, elle peut avoir des effets négatifs sur la déformation, la stabilité et la résistance à la fatigue. Après le soudage, les inclusions non métalliques des tubes LSAW sont comprimées en fines feuilles, ce qui entraîne un laminage. Ce laminage dégrade alors considérablement la résistance à la traction des tubes LSAW dans le sens de l'épaisseur, et une déchirure intercouche peut se produire lors du retrait de la soudure. La déformation locale induite par le retrait de la soudure est souvent plusieurs fois supérieure à la contrainte à la limite d'élasticité, bien supérieure à celle induite par la charge. De plus, les tubes LSAW comportent inévitablement de nombreuses soudures en T, ce qui augmente considérablement le risque de défauts de soudure. De plus, la contrainte résiduelle au niveau de la soudure en T est importante et le métal déposé est souvent soumis à une contrainte tridimensionnelle, ce qui augmente le risque de fissures.
Les cordons de soudure des tubes soudés à l'arc submergé en spirale sont disposés en spirale et les soudures sont longues. En particulier, lors du soudage en conditions dynamiques, la soudure quitte le point de formage avant refroidissement, ce qui favorise la formation de fissures à chaud. La fissure est parallèle à la soudure et forme un angle inclus avec l'axe du tube en acier, généralement compris entre 30 et 70°. Cet angle est cohérent avec l'angle de rupture par cisaillement ; ses propriétés de flexion, de traction, de compression et de résistance à la torsion sont donc inférieures à celles des tubes LSAW. De plus, en raison des contraintes de positionnement, les cordons de soudure en selle et en arête de poisson affectent l'aspect. Par conséquent, les contrôles non destructifs (CND) des soudures SSAW doivent être renforcés pour garantir la qualité du soudage. Dans le cas contraire, les tubes SSAW ne devraient pas être utilisés dans les applications de structures métalliques importantes.
Date de publication : 13 juillet 2022