À quoi servent les niveaux de qualité de l’ISO 5817 ?

L’ISO 5817 traite des imperfections des assemblages soudés

L’ISO 5817 fournit des niveaux de qualité permettant d’évaluer les imperfections pouvant apparaître dans des assemblages réalisés par soudage par fusion.

Elle concerne notamment les assemblages en acier, nickel, titane et leurs alliages dans son domaine d’application.

Son objectif est de fournir un cadre commun permettant de déterminer quelles dimensions ou caractéristiques d’imperfections correspondent au niveau demandé pour la fabrication.

La norme utilise trois niveaux désignés B, C et D

Les niveaux de qualité sont identifiés par les lettres B, C et D.

Le niveau B correspond aux exigences les plus élevées sur la soudure terminée, le niveau C se situe à un niveau intermédiaire et le niveau D admet des limites moins sévères pour certaines imperfections.

Ces trois niveaux permettent d’adapter les exigences à une large variété de constructions soudées.

Le niveau B est donc le niveau le plus exigeant

Contrairement à ce que pourrait laisser penser un classement alphabétique intuitif, le niveau B constitue le niveau présentant les exigences les plus élevées parmi les trois niveaux de l’ISO 5817.

Les limites admissibles pour certaines imperfections y sont plus restrictives et certaines imperfections peuvent être refusées quelle que soit leur faible importance.

Atteindre le niveau B demande donc généralement une maîtrise particulièrement rigoureuse de la préparation et de l’exécution du soudage.

Le niveau C correspond à des exigences intermédiaires

Le niveau C autorise pour certaines imperfections des limites différentes de celles du niveau B.

Il ne doit pas pour autant être interprété comme une soudure de qualité médiocre.

Lorsque le niveau C est celui défini par le référentiel applicable à la construction, une soudure conforme à ses critères répond bien au niveau de qualité demandé pour cette fabrication.

Le niveau D correspond aux exigences les moins sévères des trois niveaux

Le niveau D possède pour différentes imperfections des limites plus tolérantes que les niveaux B et C.

Cela ne signifie pas qu’il autorise n’importe quelle imperfection ni qu’une soudure classée D est nécessairement défectueuse ou dangereuse.

Elle doit toujours satisfaire aux limites définies pour le niveau D et être utilisée dans une application pour laquelle ce niveau est effectivement approprié.

B, C et D ne signifient donc pas « bonne, moyenne et mauvaise soudure »

Cette interprétation est trop simpliste et conduit facilement à de mauvaises conclusions.

Les lettres identifient des niveaux de qualité définis par rapport aux imperfections et non une note scolaire attribuée au soudeur.

Une soudure conforme au niveau D peut être parfaitement adaptée à une fabrication dont le référentiel impose ce niveau, tandis qu’une soudure extrêmement esthétique peut être non conforme à un niveau B si une imperfection dépasse la limite correspondante.

Les niveaux portent sur la qualité de fabrication

L’un des points essentiels est que les niveaux de l’ISO 5817 concernent la qualité de fabrication et l’exécution du soudage.

Ils permettent de fixer des limites concernant les imperfections présentes dans le joint terminé.

Ils ne constituent pas à eux seuls une analyse complète permettant de démontrer que la construction est adaptée à toutes ses conditions de service.

Un niveau B ne signifie donc pas automatiquement « pièce plus résistante »

Un niveau d’exigence plus sévère réduit les limites admises pour certaines imperfections, mais la résistance d’une construction dépend de nombreux autres paramètres.

Conception du joint, matériau, dimensions, contraintes, fatigue, température, environnement et sollicitations en service doivent notamment être pris en compte.

Il serait donc incorrect de choisir systématiquement le niveau B en supposant qu’il suffit à garantir les performances globales de la pièce.

Le niveau applicable doit être déterminé par les exigences de la fabrication

Le soudeur ne choisit normalement pas lui-même un niveau B, C ou D simplement en fonction de la qualité qu’il souhaite obtenir.

Le niveau attendu doit résulter de la conception, du référentiel produit, d’un code, d’une spécification ou d’une exigence contractuelle applicable.

Cette information doit être connue avant de réaliser et de contrôler les assemblages.

Une norme produit peut fixer le niveau à utiliser

Dans certaines constructions, une norme applicable au produit renvoie à l’ISO 5817 et précise le niveau de qualité demandé pour les assemblages concernés.

Le fabricant doit alors appliquer ce niveau plutôt que sélectionner arbitrairement celui qu’il préfère.

Il faut toujours examiner les exigences du produit avant d’interpréter les tableaux de l’ISO 5817 isolément.

Le client peut également imposer un niveau dans son cahier des charges

Une spécification contractuelle peut demander un niveau précis pour l’ensemble du projet ou seulement pour certaines catégories de soudures.

Cette exigence doit être prise en compte lors de la préparation du travail, de l’établissement des procédures et du plan de contrôle.

Découvrir le niveau demandé après la fabrication peut conduire à des reprises coûteuses si les joints réalisés ne répondent pas aux limites imposées.

Toutes les soudures d’une construction ne doivent pas nécessairement avoir le même niveau

Selon le référentiel appliqué, certaines soudures peuvent être plus fortement sollicitées ou présenter des conséquences de défaillance différentes.

Le projet peut donc fixer des exigences distinctes selon les assemblages concernés.

Il faut identifier précisément le niveau applicable à chaque catégorie de joint plutôt que supposer qu’une lettre unique couvre systématiquement toute la construction.

L’ISO 5817 traite de nombreuses catégories d’imperfections

La qualité d’une soudure ne se réduit pas à une seule dimension du cordon.

La norme traite différents types d’imperfections susceptibles d’apparaître lors du soudage, avec des limites adaptées à leur nature et au niveau de qualité considéré.

Ces imperfections peuvent concerner aussi bien la géométrie du cordon que des discontinuités présentes à la surface ou dans le volume de l’assemblage.

Les fissures constituent une catégorie particulièrement critique

Une fissure possède une géométrie susceptible de concentrer fortement les contraintes et représente une imperfection particulièrement préoccupante dans un assemblage soudé.

Les exigences qui lui sont associées ne doivent donc pas être assimilées à celles d’une simple variation géométrique du cordon.

Lorsqu’une fissure est détectée, son origine doit également être recherchée afin d’éviter qu’une réparation reproduise le même mécanisme.

Les porosités sont évaluées suivant des critères définis

Des pores peuvent apparaître lorsque des gaz restent emprisonnés pendant la solidification du métal fondu.

Leur acceptabilité dépend notamment de leur taille, de leur répartition et des limites définies pour le niveau applicable.

Il serait donc incorrect de considérer que la présence du moindre pore rend automatiquement toute soudure non conforme ou, inversement, que quelques pores sont toujours acceptables.

Les inclusions et manques de fusion doivent également être considérés

Certaines imperfections peuvent apparaître entre les passes ou à l’interface entre le métal fondu et le métal de base.

Leur nature et leurs dimensions peuvent avoir une importance particulière pour le comportement de l’assemblage.

Les limites applicables doivent être recherchées dans le niveau de qualité demandé et dans les autres référentiels de contrôle concernés.

La pénétration du joint fait partie des caractéristiques à examiner

Un assemblage prévu avec une certaine pénétration doit être réalisé conformément à sa conception et au mode opératoire applicable.

Un manque de pénétration non prévu peut constituer une imperfection dont l’acceptabilité dépend de la configuration du joint et des exigences applicables.

Il ne faut donc pas juger uniquement la face extérieure du cordon lorsque la qualité de la racine est importante.

Les caniveaux sont eux aussi soumis à des limites

Un caniveau correspond à une dépression située au voisinage du raccordement du cordon avec le métal de base.

Sa profondeur et son étendue peuvent notamment influencer son acceptabilité suivant le niveau demandé.

Une petite marque visible ne doit donc pas être jugée uniquement à l’œil : sa géométrie doit être comparée aux critères applicables.

Les excès de convexité ou de surépaisseur peuvent également être concernés

Un cordon présentant beaucoup de métal n’est pas nécessairement un cordon de meilleure qualité.

Une surépaisseur ou une convexité excessive peut modifier la géométrie du raccordement et créer des concentrations de contraintes inutiles.

L’aspect « gros cordon bien rempli » n’est donc pas un critère suffisant pour juger la conformité d’une soudure.

Le défaut d’alignement fait aussi partie des éléments pouvant être évalués

Deux pièces mal alignées avant soudage peuvent créer une géométrie défavorable au niveau du joint.

Les limites admissibles dépendent de la configuration concernée et du niveau applicable.

Cette imperfection rappelle que la qualité d’une soudure commence dès la préparation et l’accostage des pièces, bien avant l’amorçage de l’arc.

Un cordon très joli peut donc être non conforme

L’aspect extérieur ne permet pas de connaître toutes les caractéristiques d’un assemblage.

Une surface parfaitement régulière peut masquer une imperfection interne, un défaut de pénétration ou une autre anomalie non visible directement.

La conformité à l’ISO 5817 ne doit donc pas être réduite à une appréciation esthétique du cordon.

À l’inverse, une soudure peu esthétique n’est pas automatiquement refusée

Le contrôle doit reposer sur des critères définis et mesurables lorsque ceux-ci sont disponibles.

Une irrégularité visuelle qui semble importante peut rester dans les limites applicables tandis qu’une imperfection plus discrète peut dépasser un critère précis.

Le contrôleur doit donc utiliser le référentiel demandé plutôt qu’une simple impression personnelle de « belle » ou « mauvaise » soudure.

Le contrôle visuel permet d’évaluer une partie des imperfections

De nombreuses caractéristiques de surface peuvent être recherchées et mesurées lors du contrôle visuel.

Dimensions du cordon, caniveaux, défauts de forme, alignement ou certaines imperfections débouchantes peuvent ainsi être détectés sans méthode volumique.

Notre guide sur le contrôle visuel des soudures détaille cette première étape essentielle.

Mais l’ISO 5817 n’est pas une méthode de contrôle non destructif

La norme fixe des niveaux de qualité relatifs aux imperfections ; elle ne remplace pas les normes décrivant comment réaliser les examens nécessaires pour les détecter.

Ressuage, magnétoscopie, ultrasons ou radiographie possèdent leurs propres procédures, niveaux de contrôle et critères associés suivant les référentiels utilisés.

Il faut donc distinguer la méthode permettant de rechercher une indication du critère permettant ensuite de décider de son acceptabilité.

Les niveaux de qualité et les niveaux d’acceptation CND ne sont pas des synonymes

Cette distinction est importante dans un dossier de contrôle.

Les normes applicables aux méthodes de CND peuvent utiliser leurs propres niveaux d’acceptation afin de traduire les exigences relatives aux imperfections en critères adaptés aux indications observées avec la méthode concernée.

Il ne faut donc pas remplacer mécaniquement un niveau ISO 5817 par une lettre ou un numéro provenant d’une autre norme sans vérifier la correspondance définie par le système applicable.

TWI rappelle également que les niveaux concernent la qualité de production

La distinction entre qualité de fabrication et aptitude au service est essentielle pour interpréter correctement l’ISO 5817.

TWI présente les niveaux B, C et D ainsi que leur utilisation dans les normes de qualification et les codes d’application, en rappelant que le niveau approprié dépend notamment des conditions de la construction.

Leur dossier Application Standards, Codes of Practice and Quality Levels constitue une ressource utile pour approfondir ce lien entre qualité de fabrication et référentiels d’application.

La norme s’applique à plusieurs procédés de soudage par fusion

Son domaine comprend de nombreux procédés utilisés dans la fabrication métallique, aussi bien en soudage manuel qu’en soudage mécanisé ou automatique.

Les principes ne sont donc pas réservés au soudage réalisé à la main par un opérateur.

Une cellule automatisée doit elle aussi produire des assemblages répondant aux niveaux de qualité exigés pour le produit concerné.

Elle couvre notamment les soudures bout à bout et les soudures d’angle

Le domaine de l’ISO 5817 permet son utilisation pour plusieurs géométries courantes d’assemblages soudés.

Les critères doivent naturellement être appliqués à la catégorie d’imperfection et à la géométrie concernées.

Une limite définie pour une configuration particulière ne doit pas être transposée arbitrairement à un autre type de joint.

La norme concerne les aciers mais aussi le nickel et le titane

L’ISO 5817 ne se limite pas aux seuls aciers au carbone rencontrés en construction métallique courante.

Son domaine comprend également le nickel, le titane et leurs alliages dans les conditions définies par la norme.

Pour d’autres matériaux, il faut rechercher le référentiel approprié plutôt que supposer que l’ISO 5817 s’applique automatiquement.

L’aluminium possède un référentiel distinct pour ses niveaux de qualité

Les assemblages soudés en aluminium et alliages d’aluminium ne relèvent pas simplement des tableaux de l’ISO 5817.

Des référentiels spécifiques existent pour définir leurs niveaux de qualité par rapport aux imperfections.

Le matériau doit donc toujours être identifié avant de choisir la norme utilisée pour évaluer la soudure.

Le soudage par faisceau est également traité séparément

Le domaine de l’ISO 5817 exclut le soudage par faisceau.

Ces procédés possèdent des caractéristiques particulières et sont associés à d’autres références pour les niveaux de qualité des assemblages correspondants.

Là encore, le titre et le domaine d’application de la norme doivent être lus avant de l’utiliser comme référence générale.

Les niveaux de qualité peuvent intervenir lors d’une qualification de mode opératoire

Lorsqu’un assemblage d’épreuve est réalisé pour qualifier un mode opératoire, les imperfections observées doivent respecter les critères prévus par le référentiel de qualification.

Celui-ci peut faire référence aux niveaux définis par l’ISO 5817 tout en prévoyant certaines règles particulières.

Il ne faut donc pas supposer que toutes les imperfections d’une épreuve de QMOS doivent simplement satisfaire à un unique niveau uniforme sans consulter le référentiel de qualification.

La qualification d’un soudeur utilise également des critères d’acceptation

L’éprouvette réalisée lors d’une qualification de soudeur doit être examinée et jugée suivant les critères prévus par la norme applicable.

Des références aux niveaux de qualité peuvent être utilisées avec certaines adaptations propres à la qualification.

Le certificat n’est délivré que lorsque l’épreuve satisfait aux exigences prévues.

Le niveau exigé influence directement la préparation de la fabrication

Demander un niveau plus sévère peut nécessiter davantage de maîtrise dès l’accostage des pièces et la préparation du joint.

Tolérances, propreté, réglages, stabilité du procédé et compétence du personnel deviennent particulièrement importants lorsqu’une imperfection très faible suffit à provoquer une non-conformité.

Il est donc inefficace d’imposer un niveau exigeant au contrôle final sans adapter simultanément les conditions de production.

Le DMOS contribue à maintenir la qualité demandée

Le descriptif de mode opératoire fixe les conditions de soudage destinées à produire un assemblage régulier.

Lorsque le niveau de qualité demandé est connu, la procédure et la préparation doivent permettre de réduire les imperfections susceptibles de dépasser ses limites.

Le contrôle final vérifie le résultat, mais la prévention des imperfections commence par un procédé correctement défini et appliqué.

Un niveau plus sévère peut augmenter le coût de fabrication

Des exigences plus strictes peuvent nécessiter une préparation plus précise, une surveillance plus importante, davantage de contrôles ou des procédés permettant une meilleure répétabilité.

Le risque de réparation ou de rebut peut également augmenter lorsque les limites admissibles deviennent plus faibles.

Choisir systématiquement le niveau le plus élevé sans justification n’est donc pas nécessairement une décision économiquement ou techniquement pertinente.

Le niveau doit être choisi en fonction du besoin réel de la construction

Un niveau trop faible peut être insuffisant pour certaines applications critiques.

À l’inverse, exiger partout le niveau le plus sévère peut imposer des contraintes et des coûts qui ne correspondent pas aux besoins de conception.

Le niveau approprié doit donc résulter de l’analyse technique et des référentiels applicables, pas d’une volonté abstraite d’obtenir « la meilleure lettre ».

La fatigue peut nécessiter une attention particulière

Les assemblages soumis à des chargements cycliques peuvent être particulièrement sensibles à certaines géométries ou imperfections favorisant l’amorçage d’une fissure.

Le choix des exigences doit alors tenir compte des critères de conception en fatigue et des dispositions spécifiques prévues par le référentiel applicable.

Le simple fait d’indiquer « niveau B » ne remplace donc pas une analyse de fatigue lorsqu’elle est nécessaire.

Les sollicitations en service restent déterminantes

Pression, température, corrosion, vibrations et chargements mécaniques influencent la manière dont une construction doit être conçue et contrôlée.

Ces éléments peuvent conduire le code ou la norme produit à imposer certaines exigences concernant la qualité des soudures.

L’ISO 5817 doit ainsi être utilisée comme partie d’un ensemble cohérent de règles techniques plutôt que comme un document isolé décidant à lui seul de la sécurité d’une construction.

Une imperfection acceptable selon ISO 5817 n’est donc pas universellement acceptable

Un autre référentiel applicable au produit peut imposer une limite plus sévère ou interdire une imperfection admise dans certaines conditions par l’ISO 5817.

Le contrat peut lui aussi ajouter des exigences particulières.

Avant d’accepter définitivement une soudure, il faut donc vérifier l’ensemble des critères applicables au projet.

TWI fournit également une vue d’ensemble des normes de qualité et de contrôle

Pour comprendre comment l’ISO 5817 s’intègre avec les autres référentiels utilisés pour examiner les assemblages, il est utile de consulter des synthèses consacrées aux normes de contrôle.

TWI regroupe notamment plusieurs références utilisées pour les niveaux de qualité et les méthodes de contrôle des soudures.

La page Common standards for welding quality and testing permet d’approfondir cette articulation entre fabrication et inspection.

Comment contrôler une soudure par rapport au niveau demandé ?

Il faut d’abord identifier précisément le niveau de qualité applicable au joint et les imperfections qui doivent être recherchées.

Les méthodes de contrôle nécessaires sont ensuite choisies selon le référentiel produit ou le plan de contrôle : examen visuel, contrôle de surface ou contrôle volumique suivant les besoins.

Les indications détectées sont finalement évaluées en utilisant les critères et correspondances prévus par les documents applicables.

Qui décide du niveau ISO 5817 à appliquer ?

Le niveau peut être défini par le concepteur, la norme produit, le code de construction, le donneur d’ordre ou une spécification contractuelle.

Dans une fabrication industrielle, cette décision doit donc être établie avant que le soudeur ou le contrôleur commence son travail.

Si les documents ne précisent pas clairement le niveau nécessaire, la question doit être clarifiée avec les responsables techniques du projet plutôt que décidée arbitrairement en atelier.

À quoi servent donc les niveaux de qualité de l’ISO 5817 ?

Ils servent à définir des exigences mesurables relatives aux imperfections présentes dans les assemblages soudés et à fournir un langage commun entre conception, fabrication et contrôle.

Les niveaux B, C et D correspondent à des degrés d’exigence différents, B étant le plus sévère.

Le niveau à appliquer dépend cependant du produit et de son référentiel : l’ISO 5817 ne doit pas être utilisée comme un classement esthétique des cordons ni comme une démonstration autonome de l’aptitude au service.