Soudage exothermique

Ductility is a measure of a material's ability to undergo significant plastic deformation before rupture, often quantified by percent elongation or percent reduction in area. Ductile materials, like steel, show a long plastic region on their stress-strain curve. Brittleness is the opposite; brittle materials, like ceramics or cast iron, fracture with little to no plastic deformation.

La fragilisation par l'hydrogène (HE) est un processus par lequel les métaux, notamment les aciers à haute résistance, deviennent cassants et se fracturent après exposition à l'hydrogène. L'hydrogène atomique diffuse dans le réseau métallique et réduit sa ductilité et sa capacité de charge. Les principaux mécanismes proposés incluent la décohésion favorisée par l'hydrogène (HEDE), qui affaiblit les liaisons atomiques, et la plasticité localisée favorisée par l'hydrogène (HELP), qui facilite le mouvement des dislocations et la rupture localisée.

Le procédé chloralcalin est une méthode industrielle d'électrolyse d'une solution de chlorure de sodium (NaCl), appelée saumure. Il constitue la principale source de production de chlore (Cl₂), d'hydroxyde de sodium (NaOH) et d'hydrogène (H₂), des produits chimiques de base essentiels. Les méthodes modernes utilisent une cellule à membrane pour séparer les produits anodiques et cathodiques, garantissant ainsi une pureté et une efficacité élevées.

L'oxycoupage, ou découpage à la flamme, découpe les métaux ferreux par un processus d'oxydation rapide et exothermique. Tout d'abord, une flamme de préchauffage porte la surface de l'acier à sa température d'allumage (environ 870 °C ou 1600 °F). Un jet à haute pression d'oxygène pur est ensuite dirigé sur le point, déclenchant une réaction chimique, [latex]3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4[/latex], qui forme de l'oxyde de fer fondu (laitier) et libère de la chaleur.

Les bouteilles de gaz pour le soudage oxygaz stockent des gaz ou d'autres gaz industriels ou médicaux à très haute pression. Un détendeur est essentiel pour réduire cette pression à une pression de travail sûre et utilisable. Un détendeur à deux étages effectue cette réduction en deux étapes, assurant une pression de distribution très constante, même lorsque la pression de la bouteille chute à l'usage. Cela garantit un débit stable, et donc une flamme stable, pour une qualité de soudure constante.

L'impédance acoustique ([latex]Z[/latex]) est la résistance intrinsèque d'un matériau à l'écoulement acoustique, définie comme sa densité ([latex]\rho[/latex]) multipliée par sa vitesse acoustique ([latex]c[/latex]), soit [latex]Z = \rho c[/latex]. Le pourcentage d'énergie ultrasonore réfléchie à la frontière entre deux matériaux est régi par la différence, ou le décalage, de leurs impédances acoustiques respectives. C'est ce principe qui permet la détection des défauts.

Un essai hydrostatique est un type spécifique d'épreuve d'étanchéité pour les appareils sous pression tels que les canalisations, les chaudières et les bouteilles de gaz. L'appareil est rempli d'un liquide quasi incompressible, généralement de l'eau, et pressurisé à une pression d'essai spécifiée. Cette méthode est préférée aux essais pneumatiques car elle nécessite moins de dégagement d'énergie pour atteindre la même pression, ce qui la rend nettement plus sûre en cas de rupture.

La limite d'élasticité, ou limite d'élasticité, est la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement. Avant cette limite, le matériau se déforme élastiquement et reprend sa forme initiale dès que la contrainte appliquée disparaît. Une fois la limite d'élasticité franchie, une partie de la déformation devient permanente et irréversible. Elle marque la limite du comportement élastique.

Le procédé Hall-Héroult est la principale méthode industrielle de fusion de l'aluminium. Il consiste à dissoudre de l'alumine (oxyde d'aluminium, Al₂O₃) dans de la cryolite fondue (Na₃AlF₆) et à électrolyser le bain de sels fondus. L'aluminium métallique se dépose à la cathode, tandis que l'oxygène de l'alumine réagit avec le carbone de l'anode, produisant du dioxyde de carbone. Ce procédé a permis à l'aluminium d'être largement disponible et abordable.

Formule empirique qui décrit comment la capacité disponible d'une batterie diminue à mesure que le taux de décharge augmente. La loi s'énonce comme suit : [latex]C_p = I^k t[/latex], où [latex]C_p[/latex] est la capacité à un taux de décharge d'un ampère, [latex]I[/latex] est le courant de décharge, [latex]t[/latex] est le temps de décharge, et [latex]k[/latex] est la constante de Peukert, spécifique au type de batterie. Elle quantifie l'inefficacité à des charges élevées.

Le soudage oxy-acétylénique utilise une flamme produite par la combustion de l'acétylène ([latex]C_2H_2[/latex]) avec de l'oxygène pur. La réaction se produit en deux étapes. La réaction primaire dans le cône interne chauffé à blanc est incomplète et produit du monoxyde de carbone et de l'hydrogène : [latex]2C_2H_2 + 2O_2 \rightarrow 4CO + 2H_2[/latex]. Ces gaz chauds réagissent ensuite avec l'oxygène atmosphérique dans l'enveloppe extérieure, achevant ainsi la combustion.

Les propriétés d'une flamme oxyacétylénique sont contrôlées par le rapport volumétrique oxygène/acétylène. Une flamme neutre (rapport ≈ 1,1:1) est la flamme standard pour le soudage de l'acier. Une flamme cémentante ou réductrice (rapport 1,1:1) présente un excès d'oxygène, est plus chaude et est utilisée pour le soudobrasage.

La fragilisation par revenu est une diminution de la ténacité de certains aciers alliés provoquée par leur maintien ou leur refroidissement lent dans une plage de température spécifique (environ 375–575 °C). Ce phénomène est dû à la ségrégation d'impuretés (phosphore, étain, antimoine, par exemple) aux joints de grains, ce qui affaiblit la cohésion entre les grains et favorise la rupture intergranulaire.

Pour les matériaux qui n'ont pas de limite d'élasticité distincte sur leur courbe de contrainte et de déformation, comme l'aluminium ou l'acier à haute résistance, la "contrainte d'épreuve" est l'équivalent technique. Elle est définie comme la contrainte nécessaire pour produire une petite quantité spécifiée de déformation permanente (plastique), typiquement 0,2% de la longueur originale de la jauge. Cette valeur, [latex]\sigma_{0,2}[/latex], est utilisée dans les calculs de conception comme limite élastique pratique du matériau.