Lexique du soudage
Dilatation thermique : définition
Dilatation thermique
nom féminin
Phénomène physique par lequel les dimensions d'un matériau augmentent lorsque sa température s'élève. En soudage, la dilatation localisée du métal, suivie de son retrait au refroidissement, peut provoquer des contraintes internes et des déformations.
Qu'est-ce que la dilatation thermique en soudage ?
Lorsqu'un métal est chauffé, ses dimensions augmentent généralement sous l'effet de la température. Ce phénomène, appelé dilatation thermique, concerne notamment les aciers, les alliages d'aluminium et les autres matériaux métalliques utilisés en fabrication industrielle.
Pendant le soudage, la chaleur est concentrée dans une zone relativement limitée autour du joint. Le métal chauffé cherche à se dilater, tandis que les régions voisines, plus froides, s'opposent partiellement à cette expansion.
Cette différence de comportement peut générer des contraintes mécaniques. Lors du refroidissement, le métal se contracte : les mouvements thermiques successifs peuvent alors modifier la géométrie de l'assemblage.
Quelle différence entre dilatation thermique et retrait ?
La dilatation thermique correspond à l'augmentation des dimensions du métal lorsqu'il chauffe. Le retrait thermique désigne au contraire la diminution de ses dimensions lorsque sa température redescend.
Dans une pièce libre de se déplacer et chauffée uniformément, ces variations peuvent être largement réversibles. En soudage, les échauffements localisés, les gradients de température et les contraintes imposées par l'assemblage peuvent provoquer des déformations plastiques qui subsistent après refroidissement.
Il est donc important de distinguer la dilatation elle-même des déformations permanentes qu'un cycle thermique de soudage peut entraîner.
Comment limiter les déformations liées à la dilatation thermique ?
En atelier, plusieurs précautions permettent de mieux maîtriser les effets de la dilatation et du retrait : préparer correctement l'assemblage, adapter le pointage, utiliser un bridage approprié et organiser les séquences de soudage.
La maîtrise de l'apport thermique joue également un rôle important. Une accumulation excessive de chaleur ou une répartition déséquilibrée des soudures peut accentuer les déplacements et les déformations des pièces.
Ces précautions doivent toutefois rester compatibles avec les exigences du matériau et de la procédure de soudage, notamment lorsqu'un préchauffage ou une température entre passes sont imposés.