Fiche Technique #3
Il arrive parfois qu’un objet présente une déformation après le zingage. La cause n’est pratiquement jamais liée au zingage lui-même, mais plutôt à la conception et/ou au mode de fabrication. Dans cette fiche d’information, nous abordons les facteurs importants à prendre en compte. Il est également important, dans ce contexte, de contacter votre atelier de galvanisation dès que possible afin de discuter des différentes possibilités.
LES CAUSES DE LA déformation
Lors de la galvanisation à chaud (température du bain : +/- 450 °C), les structures en acier peuvent se déformer en raison de la libération et de la redistribution des contraintes résiduelles présentes.
Sous l’effet de la chaleur, la résistance de l’acier diminue temporairement ; à cette température, la limite d’élasticité est inférieure d’environ 50 % à celle observée à température ambiante. Parallèlement, une dilatation thermique se produit. Cette combinaison peut entraîner une perturbation de l’équilibre des contraintes internes.
Si les contraintes (locales) présentes sont supérieures à la limite d’élasticité réduite, celles-ci sont dissipées par déformation plastique. Il en résulte un nouvel équilibre des forces, qui se traduit par une déformation permanente de la structure.
Des contraintes résiduelles sont présentes dans la quasi-totalité des constructions en acier, principalement en raison :
À l’état froid, ces contraintes sont généralement en équilibre et ne provoquent aucune déformation. Cependant, lors du galvanisage, cet équilibre peut être perturbé par :
L’ampleur de la déformation dépend des facteurs suivants :
LIMITER ET PRÉVENIR LA DÉFORMATION
La déformation lors de la galvanisation peut être limitée grâce à une conception soignée sur le plan de la construction et des techniques de soudage. Ces principes s’inscrivent dans le cadre des directives courantes en matière de technique de soudage, qui visent à minimiser autant que possible l’apparition de contraintes résiduelles.
Étant donné que les assemblages soudés constituent la principale source de contraintes résiduelles, il est essentiel de :
Les mesures importantes sont les suivantes :
Grâce à ces mesures, la capacité d’absorption des contraintes de l’acier reste, malgré la baisse temporaire de la limite d’élasticité pendant la galvanisation, suffisante pour éviter toute déformation.
Dans le cas des structures en tôle, il convient de tenir compte de la dilatation thermique lors de l’immersion. Les grandes surfaces planes doivent être renforcées si nécessaire afin d’éviter la formation de bosses et de ondulations.
Le fait que les constructions en tôle fine puissent être galvanisées sans problème est notamment démontré par des applications dans l’industrie automobile, où des composants de châssis, tels que les bras de suspension, sont galvanisés par immersion thermique de manière discontinue.
GRANDES STRUCTURES MÉTALLIQUES ET GALVANISAGE PAR « DOUBLE IMMERSION »
Pour les structures dont les dimensions dépassent celles du bain de zingage, le zingage s’effectue en deux étapes (double immersion ou immersion inversée). Cela impose des exigences supplémentaires en matière de conception et de réalisation.
Pour les profilés laminés longs et élancés (tels que les colonnes et les fermes), la galvanisation par double immersion ne pose généralement pas de problèmes de déformation significatifs. L’influence des différences de température à l’intérieur du profilé reste ici relativement limitée.
Dans le cas de structures composites de plus grande taille, le risque de réchauffement inégal augmente. Cela peut entraîner :
Une bonne coordination entre le concepteur/constructeur et l’atelier de galvanisation est ici essentielle.
Autres points à prendre en compte :
RÉSUMÉ
Afin d’éviter autant que possible toute déformation, il convient, dès la phase de conception, de tenir compte de l’apparition de contraintes de soudage et du fait que l’acier se dilate sous l’effet de la chaleur. Concevez donc autant que possible des éléments droits et séparés qui seront ensuite assemblés à l’aide de boulons, et veillez à prévoir des trous de zingage et des points de suspension adaptés. Lors du soudage des structures, il convient de prendre des mesures pour éviter l’apparition de contraintes. Dans le cas des structures en tôle, il faut tenir compte de la dilatation thermique lors de l’immersion. Les grandes surfaces planes en tôle mince doivent être renforcées si nécessaire afin d’éviter la formation de bosses et d’ondulations. Cela peut se faire, par exemple, en réalisant des formes par emboutissage, par tordage ou par profilage.
EN ISO 1461
Revêtement galvanisé à chaud sur des objets en fer et en acier - Spécifications et méthodes d’essai.
EN ISO 14713 partie 1
Revêtements de zinc - Directives et recommandations pour la protection du fer et de l’acier dans les structures contre la corrosion - Partie 1 : Principes généraux de conception et résistance à la corrosion.
EN ISO 14713 partie 2
Revêtements de zinc - Lignes directrices et recommandations pour la protection du fer et de l’acier dans les structures contre la corrosion - Partie 2 : Galvanisation à chaud
