1. Le carbone équivalent n’est pas la teneur réelle en carbone
Sur le certificat, C désigne la teneur en carbone. CEV ou Pcm est une valeur calculée avec C et d’autres éléments précisés. Enregistrez ces données séparément. C = 0.10% et CEV = 0.381% sont compatibles : la seconde valeur inclut les contributions d’autres éléments. Elle ne signifie pas que l’acier contient réellement 0.381% de carbone.
Les formules de carbone équivalent résumaient initialement l’influence de la composition sur la trempabilité ; elles ont ensuite servi à étudier la sensibilité à la fissuration à froid induite par l’hydrogène. L’équivalent IIW et Pcm proviennent de travaux différents ; Pcm a principalement été développé pour des aciers faiblement alliés à plus faible teneur en carbone.[1] Les mentions « faiblement allié », « haute résistance » ou « soudable » ne suffisent donc pas à déterminer la méthode exigée par une commande.
Partez de la définition donnée dans la commande, la norme matière, les exigences du projet ou la méthode d’évaluation prévue. Si le document indique seulement « CE », faites préciser l’équation. Si CET est exigé, ne renseignez pas ce champ avec CEV. Un calculateur qui fournit plusieurs résultats ne rend pas tous ces résultats valables pour le même critère d’acceptation.
2. Conserver le nom et l’usage de chaque formule avec son résultat
Cette comparaison porte sur CEV (IIW) et Pcm (Ito–Bessyo). La Japan Welding Engineering Society présente séparément CE(IIW) et Pcm et précise que les entrées sont des pourcentages massiques.[2] En regroupant les termes :
CEV (IIW) = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B
Saisissez la valeur numérique du pourcentage massique de C, Si, Mn et des autres éléments. Pour Mn = 1.35%, saisissez 1.35 et non 0.0135. Si le tableau indique déjà l’unité %, une cellule contenant 1.35 utilise déjà cette base. Dans Pcm, B signifie bore ; il ne s’agit pas de la lettre B de qualité à la fin d’une désignation d’acier.
| Point à vérifier | CEV (IIW) | Pcm (Ito–Bessyo) |
|---|---|---|
| Éléments requis par ces formules | C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu | C, Si, Mn, Cu, Cr, Ni, Mo, V, B |
| Contribution des éléments | Le coefficient de Mn est 1/6 ; les autres éléments sont regroupés selon la formule | Le coefficient de Mn est 1/20 ; Si/30, 5B et les autres termes prescrits sont inclus |
| Critère de choix | L’exigence matière/projet prescrit-elle IIW et la méthode suivante utilise-t-elle cette valeur ? | Les exigences et le domaine matière permettent-ils Pcm, avec toutes les données nécessaires ? |
| Comparaison appropriée | L’exigence de la même formule pour le matériau, l’épaisseur et les autres conditions applicables | L’exigence définie pour Pcm, et non une limite CEV |
Des pondérations différentes d’un même élément donnent naturellement des résultats différents. Un Pcm inférieur ne signifie pas « une soudabilité doublée » et ne permet pas de retenir le calcul qui satisfait le plus facilement une limite. Dillinger présente également les équivalents séparément et définit un domaine propre à sa méthode ultérieure de calcul des paramètres de soudage.[3]
3. Lire entièrement les données du certificat avant de les saisir
Les données utilisées pour évaluer un lot doivent être reliées au matériau livré. Faites correspondre coulée, bobine ou tôle avec le certificat avant de lire la composition. Le certificat d’une autre coulée, une composition typique de catalogue ou un maximum normatif ne sont pas l’analyse réelle de la tôle reçue. SSAB associe aussi la composition du certificat à l’identification de la tôle et précise l’emploi des pourcentages massiques.[4]
Déterminez s’il s’agit d’une analyse de coulée ou sur produit et quelle base est exigée. Le stade de prélèvement et l’objet représenté diffèrent. N’assemblez pas C d’une analyse de coulée, Mn de l’analyse d’une autre tôle et B d’un catalogue. Si des maxima spécifiés servent à une estimation prudente au stade des achats, indiquez « estimation combinant des limites supérieures » et vérifiez que la méthode l’autorise. Ce n’est pas une analyse réelle de coulée et cela ne remplace pas le contrôle à réception.
Une case vide, un tiret ou un élément non indiqué ne prouvent pas une teneur nulle. Si une donnée requise manque, demandez au fournisseur l’analyse, le périmètre du rapport ou le traitement permis par les exigences applicables. Un calculateur qui remplace les cases vides par zéro applique une hypothèse logicielle ; il ne fournit pas la preuve matière manquante.
Conservez les indications telles que « <0.0010% » et vérifiez s’il s’agit d’une limite de déclaration, de détection ou d’une autre condition. Appliquez la règle pertinente. Si la borne supérieure est utilisée provisoirement pour étudier son effet, mentionnez « estimation à la borne supérieure ». Ne la consignez pas comme une mesure de 0.0010% et ne la remplacez pas silencieusement par zéro. Près d’une limite d’acceptation, vérifiez aussi la précision des données initiales, l’arrondi et la règle de décision de conformité.
4. Exemple reproductible : deux résultats pour une même composition
Exemple de calcul : la composition hypothétique ci-dessous illustre les unités, les coefficients et la vérification. Toutes les valeurs sont fournies et considérées comme une seule analyse. Elles ne représentent ni nuance déterminée ni coulée réelle. Calculer les deux équations n’autorise pas leur utilisation conjointe pour un matériau réel.
| Élément | Teneur supposée (% massique) | Vérification |
|---|---|---|
| C, carbone | 0.10 | Inclus directement dans les deux formules |
| Si, silicium | 0.24 | Absent de cette équation CEV ; entre dans Pcm sous la forme Si/30 |
| Mn, manganèse | 1.35 | Pondérations différentes selon la formule |
| Cu, cuivre | 0.15 | Regroupé selon chaque formule |
| Ni, nickel | 0.18 | Divisé par 15 dans CEV et par 60 dans Pcm |
| Cr, chrome | 0.12 | Regroupé selon chaque formule |
| Mo, molybdène | 0.03 | Divisé par 5 dans CEV et par 15 dans Pcm |
| V, vanadium | 0.02 | Divisé par 5 dans CEV et par 10 dans Pcm |
| B, bore | 0.0010 | Équivaut à 10 ppm en masse ; multiplié par 5 dans Pcm |
En remplaçant dans CEV :
CEV = 0.10 + 1.35/6 + (0.12 + 0.03 + 0.02)/5 + (0.18 + 0.15)/15
= 0.10 + 0.225 + 0.034 + 0.022 = 0.381%.
En remplaçant dans Pcm :
Pcm = 0.10 + 0.24/30 + (1.35 + 0.15 + 0.12)/20 + 0.18/60 + 0.03/15 + 0.02/10 + 5×0.0010
= 0.10 + 0.008 + 0.081 + 0.003 + 0.002 + 0.002 + 0.005 = 0.201%.
Ici, le bore vaut 10 ppm = 0.0010% et contribue pour 0.005 point de pourcentage à Pcm. Omettre B donne 0.196%, valeur apparemment plausible mais incompatible avec les données fournies. Si B est absent d’un certificat réel, 0.196% ne peut pas davantage être présenté comme un Pcm complet et vérifié.
Conservez les entrées d’origine, les unités, le nom de la formule et les résultats intermédiaires non arrondis, puis indiquez le nombre de chiffres requis. Les valeurs 0.381% et 0.201% de l’exemple confirment seulement l’arithmétique des données retenues. Elles ne constituent ni une acceptation matière ni une autorisation de soudage.
5. Distinguer calcul exact et respect d’une exigence
Une feuille de calcul utile permet de retracer l’exigence, le matériau, les données, l’équation et la conclusion. Sans formule ni source des données, une valeur isolée rend difficile l’évaluation de sa validité après changement de coulée, d’épaisseur ou de procédé de soudage.
| Champ à renseigner | Informations à conserver | Traitement d’un écart |
|---|---|---|
| Exigence et formule | Référence documentaire, édition, clause et définition complète de CEV/Pcm | Clarifier la seule mention CE ; une abréviation identique peut couvrir plusieurs équations |
| Identité matière | Désignation complète, état de livraison, épaisseur, coulée et identité bobine/tôle | Rétablir la traçabilité si le document ne correspond pas au matériau |
| Base d’analyse | Identifiant du certificat, analyse de coulée/sur produit et matériau prélevé | Ne pas mélanger les enregistrements ni changer la base sans l’indiquer |
| Éléments et unités | Valeurs initiales, % massique/ppm, cases vides et indications comme « < » | Obtenir les données requises et documenter conversions et traitements autorisés |
| Calcul et comparaison | Version de la formule, entrées, valeurs intermédiaires, arrondi et limite correspondante | Enregistrer séparément vérification arithmétique et décision de conformité |
| Conclusion et périmètre | Respect de cette exigence matière, points ouverts, approbateur et commande concernée | Ne pas étendre un résultat satisfaisant à l’approbation de toutes les conditions de soudage |
Si la commande limite explicitement CEV alors que le fournisseur ne donne que Pcm, obtenez les données de la formule prescrite ou une preuve complémentaire adaptée. « Pcm est inférieur » ne justifie pas l’acceptation. Inversement, si Pcm est exigé et B reste inconnu, gardez ce point ouvert : un dossier CEV complet ne le résout pas.
6. Appliquer le résultat à l’assemblage et au procédé réels
Le carbone équivalent décrit le facteur composition. La fissuration par hydrogène dépend aussi de l’hydrogène, d’une microstructure sensible et de contraintes de traction. Combinaison d’épaisseurs, bridage, procédé, consommables et énergie de soudage influencent également l’évaluation.[5] Une valeur CEV ou Pcm ne fixe donc pas le préchauffage de toute pièce. Un tableau d’achat « sans préchauffage en dessous de cette valeur » omettrait des conditions essentielles.
Acceptation matière et autorisation de production peuvent avoir des états précis distincts : « certificat relié au matériau et calcul vérifié ; applicabilité du mode opératoire de soudage à confirmer ». Pour un assemblage de matériaux différents, conservez l’identité et les analyses de chacun, puis évaluez l’assemblage complet selon la méthode applicable. Ne moyennez pas leurs compositions pour créer un matériau fictif.
Un carbone équivalent plus faible ne satisfait pas automatiquement nuance, qualité, état de livraison, exigences de résilience ou autres contrôles du plan. Une substitution nécessite la revue de toutes les exigences. Pour Q355N, Q355M et les chauffages ultérieurs, consultez le guide sur l’état de livraison et la revue des opérations de fabrication.
7. Informations utiles pour une demande de prix
Pour des supports soudés, des cadres ou d’autres pièces en tôle, fournissez plan, matériau prescrit, épaisseur et quantité prévue, en repérant les soudures et interfaces importantes. Si un certificat existe, joignez la page de composition et l’identification matière correspondante. Les informations confidentielles du client ou de la commande peuvent être masquées, en conservant celles nécessaires au rapprochement.
Si le plan mentionne seulement « faible carbone équivalent » ou si le certificat donne un CE non défini, signalez cette question. Confirmer exigence complète, formule et preuves disponibles avant de discuter fabrication fournit une base de chiffrage plus exploitable que choisir le résultat apparemment le plus faible.
- [1] TWI : formules de carbone équivalent et fissuration par hydrogène ; origines et application aux aciers à faible carbone.
- [2] JWES : équivalents de carbone et températures de transformation ; CE(IIW), Pcm et pourcentages massiques.
- [3] Dillinger : aide au calcul WELDING ; formules, données du certificat et domaines de validité.
- [4] SSAB : carbone équivalent ; composition du certificat, unités et identification matière.
- [5] TWI : prévention des fissures par hydrogène dans les aciers ; facteurs et conditions de procédé.