PQR : Faut-il obtenir une nouvelle qualification en cas de changement d'équipement de soudage orbital ?

En tant que fabricant et distributeur d'équipements de soudage TIG orbital, nos clients actuels et potentiels, ainsi que nos partenaires de distribution, nous posent souvent cette question :

Un changement de marque ou de modèle d'équipement de soudage TIG orbital, qu'il soit automatisé ou mécanisé, justifie-t-il la réalisation d'un nouvel essai de qualification des performances de soudage (PQR) ?

C'est une question essentielle compte tenu de la complexité de toutes les étapes menant à l'obtention d'un PQR, ainsi que de ses implications financières.

Dans cet article, nous vous apporterons quelques éclaircissements pour vous aider à mieux comprendre en quoi consiste réellement la norme régissant la qualification des performances de soudage (PQR).

1. Que sont le WPS et le PQR ?

Le WPS est la spécification de procédure de soudage. Elle définit toutes les étapes nécessaires à la réalisation d'une soudure particulière, selon plusieurs critères :

• Le type d'assemblage (about de tôle, about de tube, assemblage en T, etc.)
• Dimensions et épaisseurs
• La méthode de soudage
• La position de soudage
• Le matériau de remplissage (le cas échéant)
• Type de courant (alternatif, continu ou pulsé)
• Températures de préchauffage, d'interpassage ou de post-chauffage
• Traitements thermiques

Il s'agit d'une description très complète et précise de la soudure. Elle a pour objectif de permettre la reproductibilité d'une soudure une fois celle-ci validée pour une application donnée.

Le PQR est la qualification des performances de soudage, c'est-à-dire un rapport justifiant la validité d'une procédure de soudage (WPS) pour une application donnée.

Pour faire simple, le WPS correspond à la recette, tandis que le PQR en constitue la validation.

Pour obtenir la certification PQR, un inspecteur en soudage mandaté par un organisme notifié effectue une visite au cours de laquelle lui est présentée l'intégralité de la spécification de procédure de soudage (WPS). Plusieurs échantillons sont remis à l'inspecteur, puis examinés en laboratoire en vue de leur validation.

Il est important de savoir que, selon les organismes de certification, un PQR coûte au client entre782 et 1 118 dollars, en fonction des essais effectués en laboratoire, auxquels s'ajoute l'indemnité journalière de l'inspecteur, qui s'élève à environ 838 dollars par jour.

Il existe deux niveaux de qualification : un niveau 1 générique et peu restrictif, et un niveau 2 plus restrictif, qui nécessite davantage de tests.Sile niveau n'est pas précisé, ce sont les exigences du niveau 2 qui s'appliquent.

Soudage d'un tube en titane à l'aide d'une soudeuse orbitale AXXAIR à tête fermée

2. Quel est le champ d'application d'un PQR ?

C'est la grande question que se posent certains de nos clients, comme par exemple un client du secteur pharmaceutique qui dispose de 40 PQR sur son parc de machines de soudage et qui souhaite moderniser son équipement :« Si j'ai validé mes PQR sur des machines d'une marque spécifique, dois-je les tester à nouveau si je passe à une marque plus récente ou à un nouveau modèle d'une même marque ? »

La réponse est NON: selon la norme régissant le PQR (à savoir la norme EN ISO 15614-1 relative au soudage à l'arc et au gaz des aciers, du nickel et des alliages de nickel), le modèle, la marque et le type d'équipementne constituent pas des variables essentielles justifiant un nouvel essai de qualification.

En effet, les éléments définis dans un PQR sont nombreux ; parmi ceux-ci figurent notamment le type d'assemblage et de soudage, le type de matériau de base, l'épaisseur du matériau, les positions de soudage, etc.En revanche, la marque ou la désignation du type d'équipement n'y est pas mentionnée.

3. Y a-t-il d'autres précisions ou restrictions concernant la validité d'un PQR ?

Le chapitre 8 de la norme ISO 15614-1 est consacré aux domaines d'application des PQR et apporte plusieurs précisions :

• La procédure PQR est la propriété de l'entreprise qui la met en œuvre, « le fabricant ayant réalisé l'essai conservant l'entière responsabilité de toutes les opérations de soudage effectuées conformément à cette procédure ».
• Un PQR n'est valableque pour une seule catégorie de matériau de base.
• Épaisseur du matériau: toutes les épaisseurs validées dans le cadre d'une qualification sont regroupées dans un tableau (voir le tableau 7 de la norme ci-dessous).

• En ce qui concerne le soudage orbital, un diamètre D valide tousles diamètressupérieurs à la moitié de celui-ci (plage de validité : ≥ 0,5D).
  Exemple : une qualification pour un diamètre de 50,8 mm valide les diamètres compris entre 25,4 mm et l'infini (pour le niveau 2 uniquement).
• Un PQR n'est valableque pourune seule méthode de soudage. Pour le soudage TIG orbital, nous parlerons de la méthode141(fusion avec fil) ou142(fusion simple).
• La position de soudage: position PK pour le soudage orbital
• Letype d'assemblage: dans le cadre du soudage orbital, on parle desoudage bout à boutet parfois de soudures d'angle, mais cela doit être précisé pour la qualification.
• Le chapitre 8.5, consacré spécifiquement aux procédés, ne précise rien concernant le procédé TIG (procédé 14) quant à la nécessité d'un nouvel essai de qualification en cas de changement de fabricant ou d'alimentation électrique,alors que cela est précisé dans le cas du procédé 13 (MIG/MAG).
• Le gaz de soudage est également considéré comme une variable essentielle ; tout changement de gaz nécessitera un nouvel essai de qualification.

Soudage TIG orbital : SATFX – Gamme de têtes fermées AXXAIR

En résumé : pourquoi cette question se pose-t-elle alors que la norme est claire à ce sujet ?

La norme est claire sur ce point, notamment en ce qui concerne les variables jugées essentielles et dont la moindre modification entraîne l'obligation de procéder à un nouveau test de qualification.

Alors, d'où vient cette confusion ?

Tout d'abord, en ce qui concerne la méthode13(soudage à l'arc avec électrode fusible sous protection gazeuse, c'est-à-dire MIG/MAG), le chapitre 8.5.2.3 mentionne le cas dans lequel le nom du fabricant de la source d'alimentation doit être précisé, mais il s'agit d'un cas très particulier : celui d'une qualification de niveau 2 (la plus exigeante), pourle soudage avec contrôle de la forme d'onde:

« Lorsqu’une alimentation électrique dotée d’un système de contrôle de la forme d’onde est utilisée, le nom du fabricant de l’alimentation et le type de contrôle de la forme d’onde doivent être consignés dans le rapport PQR, ainsi que toutes les autres informations pertinentes. »

               « Le passage d'un fabricant à un autre pour la source d'alimentationou un changement du mode de contrôle de la forme d'onde nécessite un nouvel essai de qualification. »

Le chapitre suivant, consacré au soudage par impulsions — toujours pour la méthode 13 —, précise qu’un changement de fabricant ne nécessite pas de nouvel essai de qualification. C’est le seul cas où la question du changement de fabricant est abordée, mais cela pourrait expliquer pourquoi un doute subsiste à ce sujet, car le soudage TIG orbital, qui relève de la méthode14, n’est pas concerné par cette mention.

Une certaine confusion règne également sur ce sujet en lien avec une autre question essentielle, qui fait actuellement l'objet d'études : le champ d'application de la qualification de performance de l'opérateur de soudage (WOPQ) et de la qualification de performance du soudeur (WPQ) en cas de changement de marque ou de modèle d'équipement de soudage automatisé ou mécanisé.

Cette question, qui est à l’ordre du jour de plusieurs commissions, dont celle du SNCT (Syndicat national de la chaudronnerie, de la tuyauterie, de la tôlerie et de la maintenance industrielle en France), fera l’objet d’un nouvel article, mais cela reviendrait à se demander s’il fallait repasser son permis de conduire chaque fois que l’on change de marque ou de modèle de véhicule.

C'est un autre sujet, mais cela prête à confusion et rend le débat sur la validité des PQR plus flou, alors qu'une chose est claire :

Un changement de marque ou de modèle d'équipement de soudage ne nécessite pas de nouvel essai de qualification des performances de soudage.

Sources :EN ISO 15614-1: Spécification et qualification des modes opératoires de soudage pour les matériaux métalliques – Essai de qualification des modes opératoires de soudage – Partie 1 : Soudage à l'arc et au gaz de l'acier et soudage à l'arc du nickel et des alliages de nickel.