ISO 15614-14:2013

NORME ISO
INTERNATIONALE 15614-14
Première édition
2013-06-15
Descriptif et qualification d’un mode
opératoire de soudage pour les
matériaux métalliques — Épreuve de
qualification d’un mode opératoire de
soudage —
Partie 14:
Soudage hybride laser-arc des aciers,
du nickel et des alliages de nickel
Specification and qualification of welding procedures for metallic
materials — Welding procedure test —
Part 14: Laser-arc hybrid welding of steels, nickel and nickel alloys
Numéro de référence
©
ISO 2013
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire . 2
5 Épreuve de qualification du mode opératoire de soudage . 2
6 Assemblage de qualification . 2
6.1 Généralités . 2
6.2 Forme et dimensions des assemblages de qualification . 3
6.3 Soudage des assemblages de qualification . 4
7 Contrôles, examens et essais . 9
7.1 Étendue des contrôles, examens et essais . 9
7.2 Positionnement et prélèvement des éprouvettes .10
7.3 Essais non destructifs .15
7.4 Essais destructifs.15
7.5 Niveaux de qualité .18
7.6 Contre-essais .18
8 Domaine de validité .18
8.1 Généralités .18
8.2 Par rapport au fabricant .19
8.3 Par rapport au matériau de base .19
8.4 Par rapport au procédé de soudage .23
8.5 Par rapport à la position de soudage .23
8.6 Par rapport au type d’assemblage ou de soudure .23
8.7 Par rapport au nombre de couches .23
8.8 Par rapport au métal d’apport .23
8.9 Par rapport au type de courant .23
8.10 Par rapport au préchauffage et à la température entre passes .24
8.11 Par rapport au traitement thermique après soudage.24
8.12 Apport de chaleur .24
8.13 Durée de validité.24
9 Procès-Verbal de Qualification du Mode Opératoire de Soudage (PV-QMOS) .25
Annexe A (informative) Procès-verbal de qualification de mode opératoire de soudage par
épreuve (PV-QMOS) .26
Bibliographie .27
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 15614-14 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 44, Soudage et techniques connexes, sous-
comité SC 10, Unification des prescriptions dans la technique du soudage des métaux.
L’ISO 15614 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Descriptif et qualification
d’un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques — Épreuve de qualification d’un mode
opératoire de soudage:
— Partie 1: Soudage à l’arc et aux gaz des aciers et soudage à l’arc des nickels et alliages de nickel
— Partie 2: Soudage à l’arc de l’aluminium et de ses alliages
— Partie 3: Soudage par fusion des fontes non alliées et faiblement alliées
— Partie 4: Réparation par soudage pour les travaux de finition des pièces moulées en aluminium
— Partie 5: Soudage à l’arc sur titane, zirconium et leurs alliages
— Partie 6: Soudage à l’arc et aux gaz du cuivre et de ses alliages
— Partie 7: Rechargement par soudage
— Partie 8: Soudage de tubes sur plaques tubulaires
— Partie 10: Soudage hyperbare en caisson
— Partie 11: Soudage par faisceau d’électrons et par faisceau laser
— Partie 12: Soudage par points, à la molette et par bossages
— Partie 13: Soudage en bout par résistance pure et soudage par étincelage
— Partie 14: Soudage hybride laser-arc des aciers et des alliages de nickel
Il convient d’adresser les demandes d’interprétation officielles de l’un quelconque des aspects de la
présente partie de l’ISO 15614 au secrétariat de l’ISO/TC 44/SC 10 via votre organisme national de
normalisation. La liste exhaustive de ces organismes peut être trouvée à l’adresse www.iso.org.
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Introduction
Il est prévu que toutes les nouvelles qualifications de modes opératoires de soudage soient effectuées
conformément à la présente partie de l’ISO 15614 à partir de sa date de parution.
Toutefois, la présente partie de l’ISO 15614 n’invalide pas les qualifications de modes opératoires de
soudage existantes préalablement exécutées à partir de spécifications ou normes nationales.
Si des contrôles, examens, essais complémentaires sont à effectuer pour obtenir une qualification
techniquement équivalente, il est seulement nécessaire d’effectuer ces contrôles, examens et essais
complémentaires sur un assemblage de qualification exécuté conformément à la présente partie de
l’ISO 15614.
NORME INTERNATIONALE ISO 15614-14:2013(F)
Descriptif et qualification d’un mode opératoire de
soudage pour les matériaux métalliques — Épreuve de
qualification d’un mode opératoire de soudage —
Partie 14:
Soudage hybride laser-arc des aciers, du nickel et des
alliages de nickel
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 15614 spécifie comment un descriptif de mode opératoire de soudage
préliminaire est qualifié par une épreuve.
La présente partie de l’ISO 15614 définit les conditions d’exécution des épreuves de qualification de
mode opératoire de soudage et le domaine de validité du mode opératoire de soudage, pour toutes les
opérations pratiques de soudage englobant la liste des variables mentionnées à l’Article 8.
NOTE 1 Il est possible que des essais complémentaires soient exigés par des normes d’application.
NOTE 2 Les différentes parties de l’ISO 15614 font partie d’une série de normes dont le détail est donné dans
l’ISO 15607:2003, Annexe A.
2 Références normatives
Les documents suivants, en totalité ou en partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 3452-1, Essais non destructifs — Examen par ressuage — Partie 1: Principes généraux
ISO 4136, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Essai de traction transversale
ISO 5173, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Essais de pliage
ISO 6947, Soudage et techniques connexes — Positions de soudage
ISO 9016, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Essai de flexion par choc — Position
de l’éprouvette, orientation de l’entaille et examen
ISO 12932, Soudage — Soudage hybride laser-arc des aciers, du nickel et des alliages de nickel — Niveaux
de qualité par rapport aux défauts
ISO 14732, Personnel en soudage — Épreuve de qualification des opérateurs soudeurs et des régleurs en
soudage pour le soudage mécanisé et le soudage automatique des matériaux métalliques
ISO 15607:2003, Descriptif et qualification d’un mode opératoire de soudage pour les matériaux
métalliques — Règles générales
ISO/TR 15608, Soudage — Lignes directrices pour un système de groupement des matériaux métalliques
ISO 15609-6, Descriptif et qualification d’un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Descriptif d’un mode opératoire de soudage — Partie 6: Soudage hybride laser-arc
ISO 15613, Descriptif et qualification d’un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Qualification sur la base d’un assemblage soudé de préproduction
ISO 17636 (toutes les parties), Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par radiographie
ISO 17637, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle visuel des assemblages soudés par fusion
ISO 17638, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par magnétoscopie
ISO 17639, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques — Examens macroscopique et
microscopique des assemblages soudés
ISO 17640, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Techniques, niveaux
d’essai et évaluation
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 15607 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
soudage hybride
soudage dans lequel deux procédés de soudage, ou plus, sont utilisés simultanément dans le même
bain de fusion
Note 1 à l’article: Le soudage hybride est différent des combinaisons de procédés dans lesquelles il existe au moins
deux bains de fusion totalement séparés par un composant solide dans les phases de solidification. Des exemples
de procédé combiné et de procédé hybride laser-arc sont donnés respectivement à la Figure 1 a) et 1 b) en utilisant
un faisceau laser et la source d’énergie complémentaire d’un arc.
4 Descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire
Le descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire (DMOS-P) doit être préparé conformément à
l’ISO 15609-6.
5 Épreuve de qualification du mode opératoire de soudage
La réalisation et les essais des assemblages de qualification doivent être en conformité avec les Articles 6 et 7.
L’opérateur soudeur qui a réalisé l’assemblage conduisant à la qualification du mode opératoire de soudage
en conformité avec la présente partie de l’ISO 15614 doit être qualifié pour le domaine de validité approprié
conformément à l’ISO 14732, sous réserve que les exigences relatives aux essais soient satisfaites.
6 Assemblage de qualification
6.1 Généralités
L’assemblage soudé auquel s’applique le mode opératoire de soudage en fabrication est représenté par un ou
plusieurs assemblage(s) de qualification normalisé(s) tel(s) que spécifié(s) en 6.2. Lorsque les assemblages
normalisés tels qu’indiqués dans la présente partie de l’ISO 15614 ne sont pas représentatifs des exigences
relatives à la fabrication/la géométrie de l’assemblage, l’utilisation de l’ISO 15613 doit être exigée.
La longueur ou le nombre d’assemblages de qualification doit être suffisant pour permettre de réaliser
tous les essais exigés.
Des assemblages de qualification supplémentaires ou des assemblages de qualification de taille supérieure
au minimum indiqué peuvent être préparés en vue d’essais additionnels et/ou de contre-essais éventuels
(voir 7.6). Des normes d’application peuvent exiger des assemblages de qualification plus grands.
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a) Procédé combiné
b) Procédé hybride
Légende
1 faisceau laser
2 torche
Figure 1 — Combinaison de procédés de soudage
Si exigé par la norme d’application, le sens de laminage de la tôle doit être indiqué sur l’assemblage de
qualification lorsqu’un essai de flexion par choc est exigé dans la zone affectée thermiquement (ZAT).
L’épaisseur de la tôle ou le diamètre extérieur du tube et l’épaisseur de paroi des assemblages de
qualification doivent être choisis conformément aux indications de 8.3.2.1 à 8.3.2.3.
6.2 Forme et dimensions des assemblages de qualification
6.2.1 Assemblage bout à bout de tôles
L’assemblage de qualification doit être préparé conformément à la Figure 2.
Il peut être utilisé pour les soudures bout à bout à pleine pénétration et à pénétration partielle.
6.2.2 Assemblage bout à bout de tubes
L’assemblage de qualification doit être préparé conformément à la Figure 3.
Il peut être utilisé pour les soudures bout à bout à pleine pénétration et à pénétration partielle.
NOTE Le mot «tube» seul ou associé, est utilisé pour «tube», «tuyauterie» ou «profil creux».
6.2.3 Assemblage en T
L’assemblage de qualification doit être préparé conformément à la Figure 4.
Il peut être utilisé pour les soudures bout à bout à pleine pénétration et à pénétration partielle ou pour
les soudures d’angle.
6.2.4 Assemblage en angle extérieur
L’assemblage de qualification doit être préparé conformément à la Figure 5.
Il peut être utilisé pour les soudures bout à bout à pleine pénétration et à pénétration partielle ou pour
les soudures d’angle.
6.2.5 Piquage
L’assemblage de qualification tube sur tube doit être préparé conformément à la Figure 6. L’angle α est
l’angle minimum à utiliser en fabrication.
Il peut être utilisé pour les assemblages à pleine pénétration et à pénétration partielle (assemblage posé,
pénétrant ou traversant) et pour les soudures d’angle.
L’assemblage de qualification tube sur tôle doit être préparé conformément à la Figure 7. L’angle α est
l’angle minimum à utiliser en fabrication.
Il peut être utilisé pour les assemblages à pleine pénétration et à pénétration partielle (assemblage posé,
pénétrant ou traversant) et pour les soudures d’angle.
6.3 Soudage des assemblages de qualification
La préparation et le soudage des assemblages de qualification doivent être réalisés conformément
au DMOS-P, et dans les conditions générales de soudage en fabrication qu’ils doivent représenter. Les
positions de soudage et les limites d’angles d’inclinaison et de rotation de l’assemblage de qualification
doivent être en conformité avec l’ISO 6947. Si des soudures de pointage doivent être fondues dans
l’assemblage final, elles doivent être présentes dans l’assemblage de qualification.
Le soudage et les contrôles, examens et essais des assemblages de qualification doivent être effectués en
présence d’un examinateur ou d’un organisme d’examen.
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Légende
1 préparation et accostage des bords suivant le DMOS-P
a valeur minimale 150 mm
b valeur minimale 350 mm
t épaisseur du matériau
Figure 2 — Assemblage de qualification pour un assemblage bout à bout de tôles
Légende
1 préparation et accostage des bords suivant le DMOS-P
a valeur minimale 150 mm
D diamètre extérieur du tube
t épaisseur du matériau
Figure 3 — Assemblage de qualification pour un assemblage bout à bout de tubes
Légende
1 préparation et accostage des bords suivant le DMOS-P
a , a valeur minimale 150 mm
1 2
b valeur minimale 350 mm
t épaisseur du matériau de la tôle 1
t épaisseur du matériau de la tôle 2
Figure 4 — Assemblage de qualification pour un assemblage en T
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Légende
1 préparation et accostage des bords suivant le DMOS-P
a a valeur minimale 150 mm
1, 2
b valeur minimale 350 mm
t épaisseur du matériau de la tôle 1
t épaisseur du matériau de la tôle 2
Figure 5 — Assemblage de qualification pour un assemblage en angle extérieur
Légende
1 préparation et accostage des bords suivant le DMOS-P
α angle de piquage
a valeur minimale 150 mm
D diamètre extérieur du tube principal
D diamètre extérieur du piquage
t épaisseur du matériau du tube principal
t épaisseur du matériau du piquage
Figure 6 — Assemblage de qualification pour un piquage tube sur tube
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Légende
1 préparation et accostage des bords suivant le DMOS-P
α angle de piquage
a dimension de la tôle; a ≥ D + 6t dimension minimale D + 150 mm
1;
D diamètre extérieur du piquage
l longueur du piquage; longueur minimale 80 mm
t épaisseur du matériau de la tôle
t épaisseur du matériau du piquage
Figure 7 — Assemblage de qualification pour un piquage tube sur tôle
7 Contrôles, examens et essais
7.1 Étendue des contrôles, examens et essais
Les essais comportent à la fois des essais non destructifs et des essais destructifs qui doivent être en
conformité avec les exigences du Tableau 1.
NOTE Des conditions de service spécifiques, de matériaux ou de fabrication peuvent exiger des essais plus
complets que ceux spécifiés par la présente partie de l’ISO 15614, de manière à obtenir plus d’informations et pour
éviter de refaire une épreuve de qualification de mode opératoire de soudage à une date ultérieure uniquement
pour obtenir des résultats d’essais complémentaires.
Une norme d’application peut spécifier des essais complémentaires, par exemple:
— un essai de traction longitudinale prélevé dans le métal déposé;
— un essai de pliage dans le métal fondu hors dilution;
— des essais de corrosion;
— une analyse chimique;
— un examen microscopique;
— une détermination de la teneur en ferrite delta;
— un essai en croix.
Tableau 1 — Contrôles, examens et essais à réaliser sur les assemblages de qualification
Assemblage de qualification Type d’essai Étendue des essais
Assemblage bout à bout à pleine Contrôle visuel 100 %
a
pénétration (voir Figures 2 et 3) Contrôle par radiographie ou ultrasons 100 %
b
Contrôle de surface 100 %
e
Essai de traction transversal Deux éprouvettes
c
Essai de pliage transversal Quatre éprouvettes
d
Essai de flexion par choc Deux jeux d’éprouvettes
e
Essai de dureté Exigé
f
Examen macroscopique Au moins une éprouvette
g
Assemblage en T et assemblage en Contrôle visuel 100 %
b,g
angle extérieur à pleine pénétra- Contrôle de surface 100 %
a,g,h
tion (voir Figures 4 et 5) Contrôle par radiographie ou ultrasons 100 %
e,g
Piquage à pleine pénétration (voir Essai de dureté Exigé
g
Figures 6 et 7) Examen macroscopique Au moins deux éprouvettes
g
Assemblage bout à bout, assem- Contrôle visuel 100 %
b,g
blage en T, assemblage en angle Contrôle de surface 100 %
e,g
extérieur et piquage à pénétration Essai de dureté Exigé
g
partielle (voir Figures 2 à 7) Examen macroscopique Deux éprouvettes
a
Le contrôle par ultrasons ne doit pas être utilisé pour t < 8 mm et pour les groupes de matériaux 8, 10, 41 à 48. Pour les
informations sur les groupes de matériaux, voir 8.3.1.
b
Contrôle par ressuage ou par magnétoscopie. Contrôle par ressuage pour les matériaux non magnétiques.
c
Pour les essais de pliage, voir 7.4.3.
d
Un jeu dans le métal fondu et un jeu dans la ZAT pour les matériaux d’épaisseur ≥ 12 mm et dont la résistance à la flexion
par choc est spécifiée. Les normes d’application peuvent exiger un essai de flexion par choc pour une épaisseur inférieure
à 12 mm. La température d’essai doit être choisie par le fabricant, en fonction de l’application ou de la norme d’application
mais ne doit pas être inférieure à celle spécifiée pour le métal de base. Pour les essais complémentaires, voir 7.4.5.
e
Non exigé pour les métaux de base: sous-groupe 1.1 et groupes 8, 41 à 48.
f
Une coupe est exigée pour les assemblages bout à bout de tôles. Deux coupes sont exigées pour les assemblages bout à
bout de tubes, en complément une coupe de chaque recouvrement avec des paramètres différents. Pour chaque position de
soudage normalisée selon l’ISO 6947.
g
Les essais ainsi détaillés ne fournissent pas d’informations sur les propriétés mécaniques de l’assemblage. Lorsque
ces propriétés correspondent à l’application, une qualification supplémentaire doit être aussi réalisée, par exemple une
qualification sur une soudure bout à bout.
h
Pour un diamètre extérieur ≤ 50 mm, aucun contrôle par ultrasons n’est exigé. Pour un diamètre extérieur > 50 mm et
lorsque le contrôle par ultrasons n’est pas techniquement possible, le contrôle par radiographie doit être réalisé à condition
que la configuration de l’assemblage permette d’obtenir des résultats significatifs.
7.2 Positionnement et prélèvement des éprouvettes
Les éprouvettes doivent être prélevées conformément aux Figures 8 à 13.
Les éprouvettes doivent être prélevées après que tous les essais non destructifs (END) aient été
effectués et qu’ils aient donné des résultats satisfaisant aux critères du contrôle correspondant à la
(aux) méthode(s) de CND utilisée(s).
Il est admis d’effectuer les prélèvements hors des zones présentant des défauts compris dans les limites
d’acceptation de la (des) méthode(s) CND utilisée(s).
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Légende
1 extrémité à chuter 25 mm
2 aire pour:
— une éprouvette de traction;
— éprouvettes de pliage
3 aire pour:
— éprouvettes de flexion par choc et éprouvettes pour essais complémentaires si exigées
4 aire pour:
— une éprouvette de traction;
— éprouvettes de pliage
5 aire pour:
— un examen macroscopique;
— une éprouvette pour essai de dureté
a
Sens de soudage.
NOTE Pas à l’échelle.
Figure 8 — Positionnement des éprouvettes dans un assemblage bout à bout de tôles
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