Préface
Ce document constitue la huitième édition de la norme CSA W59, Construction soudée en acier (soudage à l’arc) et remplace les éditions précédentes publiées en 1989, 1984, 1982, 1977, 1970, 1946 et 1940. Les modifications qui ont fait l’objet de la Mise à jour nº 1 de la version anglaise, et errata trouvés dans la première impression de la version française, ont été incorporés au texte de cette édition, réimprimée en novembre 2004. Contrairement à l’édition de 1989 qui avait été publiée en deux versions, soit une en unités SI (métrique) et une en unités anglo-saxonnes, l’édition 2003 présente les deux systèmes d’unités. Dans cette huitième édition, les unités SI (métriques) constituent la norme. Les unités anglo-saxonnes équivalentes sont données entre parenthèses, lorsque cela est pertinent, à titre de renseignement uniquement. Le texte, les tableaux et les figures ont été entièrement refaits électroniquement.
Voici un résumé des principaux changements apportés dans cette édition de la norme W59.
Le domaine d’application de la norme est énoncé au chapitre 1. Les modifications apportées au domaine d’application résultent de la modification du titre du chapitre 12. L’ancien titre qui se lisait comme suit : Charpentes sous charges dynamiques : conception et fabrication est devenu : Charpentes sous charges cycliques : conception et fabrication afin de mieux faire ressortir que le chapitre 12 traite de la nature répétitive des efforts structuraux (fatigue) plutôt que du rythme auquel la charge est appliquée. On indique au chapitre 1 que le soudage à l’arc avec fil fourré de poudre métallique est maintenant visé par la norme. On y précise aussi que la norme s’applique aux métaux de base de 3 mm et plus. La norme AWS D1.3 vise les aciers plus minces. On indique aussi au chapitre 1 qu’il est nécessaire d’adopter des mesures de sécurité pendant le soudage, lesquelles font l’objet d’autres normes.
Au chapitre 2, les produits d’apport servant à déposer du métal fondu ayant une teneur en hydrogène diffusible limitée ont été rebaptisés électrodes à bas hydrogène au lieu d’électrodes basiques. Autre nouveauté, il existe dorénavant deux types d’ingénieurs : l’ingénieur au service de l’entrepreneur et l’ingénieur agissant au nom de l’acheteur ou des pouvoirs de réglementation.
Les exigences de qualification que doivent satisfaire les entrepreneurs effectuant des travaux visés par cette norme ont été déplacées du chapitre 3 au chapitre 6. On reconnaît au chapitre 3 que les joints soudés par soudage à l’arc avec fil fourré de poudre métallique ou soudage à l’arc sous gaz avec fil plein, en mode de transfert en pluie, peuvent maintenant être jugés préqualifiés. De nombreuses nuances d’acier ont été ajoutées à la liste des nuances préqualifiées.
Au chapitre 4, Conception des assemblages soudés, on utilise maintenant les lettres SCJP pour désigner les soudures sur préparation à pénétration complète et PJP pour désigner les soudures sur préparation à pénétration partielle. On qualifie maintenant de soudures d’angle, les soudures présentant des angles entre les faces à souder de 60° à 135°. La section traitant des soudures à bords tombés a été complètement réécrite et élargie aux soudures en demi-V à bord tombé et en V à bords tombés dans des assemblages bout à bout et aux soudures en demi-V à bord tombé dans les assemblages en T. On a ajouté la notion de soudure d’angle en demi-V à bord tombé. De légères modifications ont été apportées à la section portant sur les soudures en bouchon et en entaille. On a ajouté un article sur les joints obliques.
On a reformulé le chapitre 5 pour tenir compte du changement terminologique relatif aux électrodes à bas hydrogène et de l’ajout de la notion de soudage à l’arc avec fil fourré de poudre métallique. La section portant sur l’entreposage et le conditionnement des électrodes a été réécrite. Le chapitre 5 traite maintenant des parties de dessus des poutres et des ouvertures d’accès aux soudures de même que des profilés des groupes 4 et 5. La section portant sur le soudage des goujons a été retravaillée.
Le contenu du chapitre 6 a été déplacé au chapitre 3.
Au chapitre 7, on cite en référence les normes CSA W178.1, CSA W178.2 et AWS QC1.
Au chapitre 8, la partie portant sur la radiographie a été réécrite et les modes opératoires comprennent maintenant les I.Q.I. de type à trous et les I.Q.I. de type à fils.
Le chapitre 9, Renforcement et réparation des structures existantes, a été entièrement réécrit. On accorde maintenant une plus grande importance à l’étude des contraintes, à l’exécution des travaux et à la nécessité d’avoir un plan d’ensemble incluant l’inspection et la documentation. On traite aussi des méthodes d’amélioration de la durée de vie en fatigue.
Au chapitre 10 on a revu toutes les figures afin de les uniformiser. L’ajout des géométries de joints préqualifiés pour les procédés de soudage à l’arc avec fil fourré de poudre métallique et de soudage à l’arc sous gaz avec fil plein, en mode de transfert en pluie constitue une modification importante. En outre, les géométries préqualifiées ont été ajoutées pour diverses soudures à bords tombés. On a éliminé les géométries de joints à pénétration partielle par le procédé SMAW M1-1P, M2-1P et M4-1P. Les gorges efficaces de deux autres géométries de joints à pénétration partielle ont été réduites, M1-2P et M1-3P.
Très peu de changements on été apportés au chapitre 11 qui traite des structures sous charge statique. On a conservé la méthode de calcul de la contrainte admissible. On a modifié uniquement la méthode de calcul aux états limites. On peut désormais augmenter la résistance des soudures d’angle selon la direction de l’application de la contrainte. On ne prend désormais plus pour acquis que les soudures sur préparation à pénétration partielle soumises à une traction perpendiculaire à l’axe de la soudure sont soumises au cisaillement.
Le titre du chapitre 12 a été modifié et se lit dorénavant comme suit : Structures sous charge cyclique : calcul et fabrication. Cette modification avait pour but de mieux faire ressortir l’importance accordée dans le chapitre aux effets des charges cycliques et répétitives (fatigue) plutôt que le rythme auquel la charge est appliquée. La gamme de contraintes admissibles utilisées dans l’édition antérieure a été remplacée par une équation continue. On reconnaît maintenant que la fatigue est causée par la charge ou la déformation. On utilise la règle de Miner pour évaluer le dommage cumulatif attribuable à des charges d’amplitudes variables. On aborde aussi les méthodes d’amélioration de la résistance à la fatigue des soudures. On a ajouté des catégories de fatigue.
Étant donné que la norme CSA W59 ne contient aucun commentaire, on a ajouté des appendices non obligatoires afin de mieux expliquer certains aspects de la construction soudée en acier. Les appendices qui figuraient dans l’ancienne édition de la norme ont été revus afin d’en améliorer la clareté.
L’appendice H, qui est obligatoire et qui traite de la qualification des goujons a fait l’objet d’une importante refonte.
L’appendice K a été modifié pour ne faire état que des résultats de recherches portant sur les points de soudure.
L’appendice L a été entièrement réécrit pour faire ressortir l’importance des profilés de charpentes creux dans les constructions soudées et la nécessité de mieux comprendre le calcul des raccordements.
L’ancien appendice N sur la résistance des soudures soumises au cisaillement a été remplacé par un texte permettant de mieux comprendre les modes de transfert de métal en soudage à l’arc sous gaz avec fil plein, en particulier dans le contexte de joints préqualifiés faisant appel au mode de transfert en pluie.
Peu de changements ont été apportés à l’appendice P en ce qui a trait à la détermination de la chaleur de préchauffage.
On a ajouté l’appendice R pour aider à la compréhension des nouvelles équations portant sur l’évaluation de la fatigue des structures et des méthodes d’amélioration de la durée de vie en fatigue.
La version française de cette norme a été préparée par l’Association canadienne de normalisation, d’après l’édition anglaise publiée en août 2003, laquelle a été élaborée par le Comité technique sur le soudage des ponts, des bâtiments et de la machinerie, sous l’autorité du Comité directeur stratégique sur le soudage et les charpentes métalliques, et a été approuvée par le Comité technique.
Domaine d'application
1.1
Cette norme traite des exigences de soudage pour tous les types de construction soudée en acier au carbone et faiblement allié, excepté ceux dont il est question à l'article 1.2.
Les exigences communes à toutes ces structures font l'objet des chapitres 1 à 10; les dispositions spécifiques aux structures sous charge statique et sous charge cyclique sont données aux chapitres 11 et 12 respectivement.
1.2
Cette norme ne vise pas les appareils sous pression ni les structures régis par des codes spéciaux tels ceux de Lloyds, de l'American Petroleum Institute, de l'American Society of Mechanical Engineers ou de l'American Water Works Association. Cette norme ne vise pas le soudage de l'acier inoxydable.
Note: Pour le soudage de l'acier inoxydable, il convient de se reporter à d'autres normes telles la AWS D1.6.
1.3
Cette norme contient des dispositions relatives aux procédés de soudage à l'arc avec électrode enrobée (SMAW), à l'arc submergé (SAW), à l'arc sous gaz avec fil plein (GMAW), à l'arc avec fil fourré (FCAW), à l'arc avec électrode fourrée d'éléments métalliques (MCAW), au soudage vertical sous laitier (ESW), au soudage électrogaz (EGW) ainsi qu'au soudage des goujons (SW).
1.4
Cette norme ne vise pas les aciers dont la limite d'élasticité minimale est supérieure à 700 MPa (100 000 lb/po2).
1.5
Cette norme vise le soudage des métaux de base d'une épaisseur égale ou supérieure à 3 mm (1/8 po). Si des métaux de base d'une épaisseur inférieure à 3 mm (1/8 po) doivent être soudés à des métaux de base d'une épaisseur égale ou supérieure à 3 mm (1/8 po), la AWS D1.3 et cette norme s'appliquent. En cas de divergence entre la AWS D1.3 et cette norme, cette norme prime. Note: Si des métaux de base d'une épaisseur inférieure à 3 mm (1/8 po) doivent être soudés à des métaux de base d'une épaisseur inférieure à 3 mm (1/8 po), la AWS D1.3 peut s'appliquer.
1.6
Dans cette norme, les grandeurs exprimées en unités SI (métriques) constituent la norme. Les valeurs entre parenthèses ne sont données qu'à titre de renseignements.
1.7
Cette norme ne prétend pas traiter des problèmes de sécurité associés au soudage et aux pratiques de soudage.
Note: La norme CSA W117.2 traite de la sécurité en soudage, coupage et procédés connexes et devrait être appliquée en plus de toute autre réglementation en vigueur sur la santé et la sécurité au travail. Il incombe à l'utilisateur de cette norme d'établir les pratiques appropriées de santé et de sécurité et de déterminer les limites d'application de la réglementation, avant le début des travaux.
