Soudure d'angle (cordon)
EN 1993-1-8 · MÉTHODE SIMPLIFIÉEγM2 = 1,25 (recommandé EN 1993-1-8) ou 1,35 (construction non porteuse).
Principe de la soudure d'angle
Un cordon de soudure d'angle relie deux pièces à angle droit (en T, en recouvrement ou en coin). La gorge a est la hauteur du plus grand triangle rectangle isocèle inscrit dans la section du cordon. C'est la dimension qui commande la résistance mécanique : la section de gorge (a × L) est la surface qui transmet l'effort.
L'Eurocode 3 propose deux méthodes pour vérifier un cordon d'angle : la méthode directionnelle (décomposition des contraintes dans la gorge) et la méthode simplifiée (contrainte de cisaillement uniforme dans la gorge). Ce calculateur utilise la méthode simplifiée, plus conservative :
où fu est la résistance ultime à la traction du métal de base (S235→360, S275→430, S355→490, S460→540 MPa), βw est le coefficient de corrélation selon la nuance d'acier (0,80 à 1,00), et γM2 le coefficient partiel de résistance des assemblages (1,25 recommandé). Le facteur √3 traduit le critère de von Mises appliqué à l'état de contrainte dans la gorge.
Règles de l'art
Un cordon d'angle doit respecter quelques règles pratiques : gorge a ≥ 3 mm (sauf tôles fines), longueur L ≥ max(30 mm, 6·a), et côté z = a·√2 pour un cordon à faces égales. Les cordons intermittents sont déconseillés en ambiance corrosive. En construction soudée, on préfère des cordons continus de petite gorge à des cordons discontinus de forte gorge.
Sources, normes et références
Normes : EN 1993-1-8 (Eurocode 3 — Calcul des assemblages) §4.5.3 (Méthode simplifiée pour les cordons d'angle)
Hypothèses du modèle : Cordon à faces égales (45°), contrainte uniforme dans la gorge, effort centré de traction, pas de moment ni d'effort combiné
Domaine de validité : Cordons d'angle en acier de construction (S235 à S460), effort centré, température ambiante, pas de fatigue. Pour la torsion ou la flexion sur cordon, utilisez la méthode directionnelle de l'Eurocode 3.
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Méthode simplifiée vs directionnelle
La méthode simplifiée (utilisée ici) vérifie que la contrainte de cisaillement moyenne dans la gorge τ = F/(a·ΣL) ne dépasse pas la résistance de calcul fvw,d. Elle est conservative et plus simple à mettre en œuvre. La méthode directionnelle décompose la contrainte dans la section de gorge en composantes normale et parallèle, et applique un critère de von Mises modifié — plus précise mais plus complexe.
Longueur efficace du cordon
Un cordon ne reprend pas l'effort sur toute sa longueur réelle à cause des extrémités (amorçage et cratère). L'Eurocode 3 définit une longueur efficace Leff = L (on néglige les extrémités pour les cordons > 30 mm). En pratique, si L dépasse 150·a, il faut réduire la résistance par un facteur βLw = 1,2 − 0,2·L/(150·a) — effet de cordon long.
Questions fréquentes
Quelle différence entre cordon d'angle et bout à bout ?
Le cordon d'angle est déposé dans l'angle formé par deux pièces. La soudure bout à bout est faite dans un chanfrein préparé entre deux pièces alignées. Le cordon d'angle est plus facile à réaliser mais moins résistant à section égale (concentration de contrainte en pied de cordon).
Peut-on souder de l'acier galvanisé ?
Oui mais avec précaution : la combustion du zinc produit des fumées toxiques (oxyde de zinc) — une ventilation efficace et un masque adapté sont impératifs. Il faut également meuler le revêtement dans la zone de soudure pour éviter les porosités et la fissuration par le zinc.
Quelle épaisseur de pièce pour une gorge a donnée ?
Règle pratique : l'épaisseur de la plus mince des pièces assemblées doit être au moins égale à 0,7·a. Par exemple, pour une gorge de 4 mm, prévoyez une épaisseur de tôle ≥ 3 mm. En dessous, le cordon risque d'arracher la tôle.