Calculateur de Préchauffage D1.1

L'A36 est un acier du Groupe I dans le Tableau 5.6 de la D1.1:2025 et relève de la Catégorie A ou B de préchauffage selon votre procédé de soudage, conformément au Tableau 5.11. Avec des électrodes SMAW non bas hydrogène comme E6010 ou E6011 (Catégorie A), le préchauffage minimum est de 32°F (0°C) pour un matériau jusqu'à 3/4 in, 150°F (65°C) pour 3/4 à 1-1/2 in, 225°F (110°C) pour 1-1/2 à 2-1/2 in, et 300°F (150°C) au-delà de 2-1/2 in. Avec les procédés bas hydrogène — SMAW E7018, Soudage à l'Arc sous Flux, Soudage MIG/MAG, ou FCAW (Catégorie B) — les exigences de préchauffage sont plus faibles : 32°F jusqu'à 3/4 in, 50°F (10°C) pour 3/4 à 1-1/2 in, 150°F pour 1-1/2 à 2-1/2 in, et 225°F au-delà de 2-1/2 in. La température de préchauffage doit être vérifiée juste avant d'amorcer l'arc pour chaque passe, selon la Clause 7.6.4.

Oui. Le Soudage MIG/MAG relève de la Catégorie B dans le Tableau 5.11 de la D1.1, regroupé avec le SMAW bas hydrogène, le Soudage à l'Arc sous Flux et le FCAW. Pour les aciers de construction courants comme l'A36, l'A572 Gr.50 et l'A992, le préchauffage minimum avec le Soudage MIG/MAG est de 32°F (0°C) jusqu'à 3/4" d'épaisseur, 50°F (10°C) pour 3/4"–1-1/2", 150°F (65°C) pour 1-1/2"–2-1/2", et 225°F (110°C) au-delà de 2-1/2". Le minimum de 32°F pour les tôles minces signifie qu'aucun préchauffage actif n'est nécessaire au-dessus du point de congélation — la température ambiante de l'atelier satisfait l'exigence. Le Soudage MIG/MAG est qualifié pour la Catégorie B car les électrodes à fil plein comme l'ER70S-6 produisent intrinsèquement de faibles niveaux d'hydrogène diffusible, généralement bien en dessous du seuil H8 de 8 mL pour 100g de métal fondu déposé. Cette caractéristique de faible hydrogène est la raison pour laquelle le Soudage MIG/MAG reçoit le même traitement de préchauffage favorable que les électrodes SMAW bas hydrogène comme l'E7018. Cependant, le Soudage MIG/MAG n'est jamais listé sous la Catégorie A car la classification non bas hydrogène ne s'applique pas au procédé de soudage à l'arc sous protection gazeuse.

La Catégorie B dans le Tableau 5.11 de la D1.1 couvre les aciers soudés avec des électrodes bas hydrogène (E7018, E7016, etc.), le Soudage à l'Arc sous Flux (SAW), le Soudage MIG/MAG (GMAW) ou le soudage à l'arc fourré (FCAW). Elle s'applique aux aciers de construction les plus couramment utilisés dans la construction de bâtiments et de ponts : A36, A572 Gr.50, A992, A588, A709 Gr.36, A709 Gr.50, A500 Gr.B/C, A53 Gr.B et A106 Gr.B. La Catégorie B a des exigences de préchauffage inférieures à celles de la Catégorie A car ces procédés et électrodes produisent significativement moins d'hydrogène diffusible dans le dépôt de soudure, ce qui réduit le risque de fissuration induite par l'hydrogène (également appelée fissuration à froid ou fissuration différée). Les valeurs de préchauffage pour la Catégorie B sont : 32°F (0°C) jusqu'à 3/4", 50°F (10°C) pour 3/4"–1-1/2", 150°F (65°C) pour 1-1/2"–2-1/2", et 225°F (110°C) au-delà de 2-1/2". En pratique, la Catégorie B est la catégorie de préchauffage la plus fréquemment utilisée car la plupart des fabrications d'acier de construction utilisent des procédés bas hydrogène.

Dans la D1.1, la température minimum de préchauffage est la température du métal de base requise avant l'amorçage du premier arc. La température minimum entre passes est la température la plus basse à laquelle la zone de soudure peut refroidir entre des passes successives dans une soudure multipasse. Le Tableau 5.11 fixe les deux à la même valeur — la température indiquée s'applique à la fois au préchauffage initial et au refroidissement entre les passes. Vous ne pouvez pas laisser la zone de soudure refroidir en dessous de la température indiquée pendant le soudage multipasse. Par exemple, si le Tableau 5.11 spécifie 150°F pour votre acier et votre épaisseur, vous devez préchauffer à au moins 150°F avant le soudage et maintenir au moins 150°F entre chaque passe. La température de préchauffage doit être vérifiée juste avant d'amorcer l'arc pour chaque passe, selon la Clause 7.6.4. Certains aciers à plus haute résistance ont également une limite de température maximale entre passes pour éviter le grossissement du grain — vérifiez le DMOS pour toute limite supérieure.

Pour la plupart des aciers de construction des Catégories A et B (y compris A36, A572 Gr.50, A992 et A500 Gr.B/C), le préchauffage minimum pour un matériau d'une épaisseur allant jusqu'à 3/4 in est de 32°F (0°C) selon le Tableau 5.11 — ce qui signifie que la température ambiante de l'atelier satisfait l'exigence tant que les conditions sont au-dessus du point de congélation. Selon la note de bas de page (a) du Tableau 5.11, lorsque la température du métal de base est inférieure à 32°F, vous devez préchauffer à au moins 70°F (20°C) et maintenir cette température tout au long du soudage. Cette note de bas de page s'applique à toutes les catégories et constitue la principale règle de préchauffage par temps froid. Les aciers de Catégorie C (tels que A588 et A709 Gr.50W avec certains procédés) nécessitent un minimum de 50°F (10°C) même en dessous de 3/4 in. Pour les Catégories D à G (aciers à plus haute résistance comme A913 Gr.65 ou A514), le préchauffage pour les épaisseurs inférieures à 3/4 in peut être de 50°F à 150°F selon la désignation d'hydrogène. Vérifiez toujours votre acier spécifique dans le Tableau 5.6 pour confirmer la catégorie correcte.

Le Tableau 5.11 de la D1.1 spécifie les températures minimum de préchauffage et entre passes pour les modes opératoires de soudage (DMOS) préqualifiés. Il organise les métaux de base approuvés en sept catégories (A à G) basées sur la composition chimique, la limite d'élasticité et la sensibilité à la fissuration induite par l'hydrogène. Chaque catégorie définit les exigences de préchauffage sur quatre plages d'épaisseur (jusqu'à 3/4", 3/4"–1-1/2", 1-1/2"–2-1/2", et au-delà de 2-1/2") et par type de procédé de soudage. Les Catégories A et B couvrent les aciers de construction courants avec des procédés non bas hydrogène et bas hydrogène respectivement. Les Catégories C à G concernent les aciers à plus haute résistance et les aciers spéciaux qui nécessitent des consommables spécifiques à contrôle d'hydrogène (désignations H8 ou H4). Le Tableau 5.11 s'applique uniquement aux DMOS préqualifiés selon la Clause 5 — les procédures qualifiées par essai selon la Clause 6 peuvent utiliser des valeurs de préchauffage différentes si elles sont étayées par les résultats des essais de qualification et approuvées par l'ingénieur. Pour les aciers non listés dans le Tableau 5.6 ou lorsque le Tableau 5.11 semble trop conservateur, l'Annexe B fournit une alternative analytique utilisant la chimie réelle de l'acier des certificats matière.

H4 et H8 sont des désignations d'hydrogène diffusible définies par les méthodes d'essai AWS A4.3. H8 signifie que la combinaison électrode, fil ou Flux ne dépose pas plus de 8 mL d'hydrogène diffusible pour 100 g de métal fondu déposé. H4 est plus strict — pas plus de 4 mL pour 100 g. Ces désignations sont importantes pour le Tableau 5.11 car les aciers à plus haute résistance sont plus sensibles à la fissuration induite par l'hydrogène et nécessitent un contrôle plus strict de l'hydrogène. Par exemple, les aciers A913 Gr.50, 60 et 65 du Tableau 5.11 sont qualifiés pour le préchauffage de Catégorie D lorsqu'ils sont soudés avec des consommables H8. L'A913 Gr.80 nécessite des consommables H4 — la classification la plus restrictive — reflétant sa limite d'élasticité plus élevée et sa plus grande sensibilité à la fissuration. Les consommables H8 courants incluent les électrodes SMAW E7018-H8 et la plupart des fils pleins GMAW comme l'ER70S-6. Les consommables H4 nécessitent généralement des procédures de manipulation et de stockage spéciales pour maintenir leur classification bas hydrogène.

L'Annexe B de la D1.1 propose deux méthodes analytiques pour déterminer le préchauffage en utilisant la chimie réelle de l'acier au lieu des catégories basées sur les spécifications. La méthode de contrôle de la dureté de la ZAT utilise CE = C + (Mn+Si)/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 pour les soudures d'angle. La méthode de contrôle de l'hydrogène utilise Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B pour tous les types de joints. L'Annexe B prend en compte la chimie réelle de votre certificat matière, le niveau d'hydrogène de vos consommables et la contrainte de votre joint — trois variables que le Tableau 5.11 ne prend pas en compte. Le Tableau 5.11 est la valeur par défaut pour les DMOS préqualifiés. L'Annexe B est l'alternative lorsque le Tableau 5.11 semble trop conservateur ou pas suffisamment exigeant pour la chimie spécifique de votre acier. L'ingénieur doit approuver l'utilisation de l'Annexe B selon la Clause B1. Calculez votre CE et Pcm avec notre calculateur d'équivalent carbone.