MACHINES D’ESSAI DE TRACTION SUR LES MÉTAUX SELON ISO 6892-1 (ESSAIS À TEMPÉRATURE AMBIANTE)

Les essais de traction sur les métaux à température ambiante sont principalement régis par la norme UNI EN ISO 6892-1 (la version la plus récente étant UNI EN ISO 6892-1:2020), laquelle vise à mesurer les caractéristiques mécaniques des matériaux à l’aide de machines d’essai spécifiques, capables d’exécuter un essai de traction uniaxiale et de déterminer ainsi des paramètres tels que :

Limite d’élasticité
Charge à la limite d’élasticité
Résistance à la traction
Limite d’élasticité inférieure
Allongement à la rupture
Allongement à la charge maximale

Esempio di prova di trazione secondo ISO 6892-1

Exemple d’essai de traction sur métal

Il s’agit ici de machines de traction, c’est-à-dire de systèmes de test capables de réaliser l’un des essais mécaniques les plus courants, composés de :

Un châssis (à une ou deux colonnes, souvent équipé de vis à billes recyclées, parfois de vis à galets satellites)
Une traverse mobile sur laquelle sont fixés les dispositifs de serrage
Des mâchoires et dispositifs de serrage divers (manuels, pneumatiques, hydrauliques : leur forme, dimensions et type sont à adapter selon les éprouvettes, définies non seulement par la norme ISO 6892-1 mais aussi par la norme ASTM E8)
Une cellule de charge de haute précision (un capteur disposant de 000 divisions de mesure, en classe 0,5)
Un entraînement électromécanique par moteurs brushless, très efficaces et nécessitant peu d’entretien

Un logiciel d’essai pour l’acquisition de tous les paramètres requis par la norme ISO 6892-1 (Easydur a développé EasyQs, un logiciel modulaire pour essais de traction conforme à toutes les normes, avec recettes personnalisables via un assistant ou entièrement personnalisées – particulièrement utile pour la recherche et le développement).

Les systèmes d’essai de traction Easydur permettent également d’exporter les rapports et certificats dans les formats les plus courants (Excel, PDF, TXT), et sont compatibles avec les principes de l’Industrie 4.0, en étant des outils de test de matériaux modernes et technologiques.

La parfaite ingénierie des composants permet d’obtenir des résultats précis et hautement répétables, grâce à la qualité des machines d’essai, mais aussi aux directives strictes en matière de force, durée de l’essai et tolérances définies dans la norme ISO 6892.

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ESSAIS DE TRACTION SUR MÉTAUX À TEMPÉRATURE AMBIANTE | ISO 6892-1

La norme ISO 6892 distingue plusieurs types d’essais de traction sur métaux, principalement en fonction de la température :

ISO 6892-1 : température ambiante
ISO 6892-2 : haute température
ISO 6892-3 : basse température
ISO 6892-4 : essais dans l’hélium liquide

Prova di trazione su metalli a temperatura ambiente ISO 6892-1 con video estensimetro

Interface logicielle pour les tests avec extensomètre vidéo

COMMENT SE CONFORMER À LA NORME ISO 6892-1

Les deux facteurs essentiels pour réaliser un essai de traction normatif sont :

La mesure précise de la charge
La mesure précise de l’allongement

Un troisième facteur entre également en jeu : la vitesse d’essai, contrôlable avec une extrême précision grâce aux vis à billes à tolérance zéro et moteurs brushless de haute précision.

Mesure de la charge : assurée par la cellule de charge. Les machines Easydur utilisent des cellules très précises, étalonnées pour fonctionner en Classe 0,5 avec une résolution de 000 divisions. Les cartes électroniques Easydur lisent à 1 kHz, assurant un retour immédiat et un tracé en temps réel. ISO 6892-1 exige une calibration conforme à la norme ISO 7500-1, avec une exigence minimale de Classe 1 (nettement inférieure à la Classe 0,5 assurée par Easydur).
Mesure de l’allongement : assurée par un encodeur absolu intégré, ou, pour une précision maximale, par des extensomètres mécaniques ou vidéo.
Vitesse d’essai : influencée par la méthode utilisée :
- Méthode A : contrôle par déformation
- Méthode B : contrôle par augmentation de contrainte
  La vitesse est ajustée en fonction de la méthode choisie.

ESSAIS DE TRACTION SUR ACIERS LAMINÉS À CHAUD – ISO 6892-1

Étant donné que les matériaux testés sont des tôles, fils métalliques, barres et tubes, les machines recommandées vont des modèles à charge modérée (DYNO, DYNO DEUX COLONNES – 5 à 15 kN) jusqu’à des modèles à charge moyenne/élevée : 3MZ (50 kN), AURA (100 kN à 3 MN).

Ces machines sont généralement équipées de mâchoires pneumatiques, garantissant un serrage ferme et précis. Lorsque la mesure de l’allongement à la limite d’élasticité est exigée, l’utilisation d’un extensomètre devient essentielle, en particulier pour :

ISO 6892-1 Méthode A1 : boucle fermée (“closed loop”)
ISO 6892-1 Méthode A2 : boucle ouverte (“open loop”)

Différents types d’extensomètres existent : manuels clip-on, mécaniques automatiques, et vidéo extensomètres (sans contact).

MACHINES D’ESSAI SELON ISO 6892-1 : ESSAI DE TRACTION SUR MÉTAUX À TEMPÉRATURE AMBIANTE

Les machines proposées sont généralement équipées de pinces et de dispositifs de serrage pneumatiques, afin de garantir un maintien du spécimen aussi précis et ferme que possible lors des essais de traction sur métaux.

Il est important de noter que, notamment lorsqu’il est nécessaire de mesurer l’allongement au point de limite d’élasticité, l’utilisation de l’extensomètre mentionné précédemment devient pratiquement indispensable. Cet instrument est l’allié idéal pour la mesure automatique de la déformation des éprouvettes métalliques durant les essais de traction, en particulier lorsqu’on suit la norme ISO 6892-1 Méthode A1 : contrôle automatisé de la vitesse de déformation avec un système en boucle fermée (dit aussi “closed loop”) ; ou encore la norme ISO 6892-1 Méthode A2 : contrôle de la vitesse de déformation en boucle ouverte (“open loop”).

Il existe différents types d’extensomètres : des modèles clip-on manuels, aux modèles mécaniques automatiques, jusqu’à atteindre le summum de la technologie avec les vidéo-extensomètres, également appelés extensomètres sans contact.

Estensimetro manuale clip-on per iso 6892-1

Extensomètre Clip-On

Estensimetro meccanico a contatto per prove su metalli

Extensomètre mécanique automatique

Estensimetro video per prove di trazione su metalli

Extensomètre vidéo

Regardez cet exemple vidéo d’essai de traction sur des métaux à température ambiante et à haute température

Pour plus de détails, veuillez vous référer à la norme ISO 6892-1.

EXEMPLES D’APPLICATION DE LA NORME ISO 6892-1

MACHINE 50 KN AVEC EXTENSOMÈTRE CLIP-ON

Commençons par l’exemple le plus « standard », mais néanmoins assez intéressant : celui concernant un fabricant italien de raccords de différents types (principalement pour le secteur gaz & pétrole).

Dans ce cas précis, le besoin du client était d’effectuer un essai de traction selon la norme ISO 6892-1 (c’est-à-dire à température ambiante) avec des charges ne dépassant pas 50 kN, tout en obtenant une grande précision dans la mesure de l’allongement de l’éprouvette.

Pour cette raison, le choix s’est porté sur le modèle 3MZ (disponible aussi bien en version sur pied, donc « autoportante », qu’en version de table) avec une cellule unique de 5 tonnes, équipé du pratique et précis extensomètre à clip conçu par Easydur (précision de 1 micromètre, bases de mesure de 50, 80, 140 mm).

À la suite de la formation relative à l’utilisation de la machine Easydur et du logiciel universel d’essai EasyQS, le technicien spécialisé Easydur a fourni un accompagnement axé sur la réalisation des éprouvettes (à l’aide des machines CNC présentes dans l’atelier du client), en partant de la section du raccord à caractériser : cela, et bien plus encore, fait partie du service offert par Easydur, qui ne se limite pas à la conception et à la réalisation de machines d’essai, mais couvre tous les aspects liés à l’univers du testing.

ESSAI DE TRACTION AVEC MACHINE 100 KN ET EXTENSOMÈTRE VIDÉO

Cette étude de cas met en lumière le besoin de test d’un client opérant dans le domaine de la fusion d’alliages de différents types (en substance, une fonderie).

L’installation de la machine fournie par Easydur a eu lieu au sein du laboratoire de recherche et développement de l’entreprise, c’est-à-dire la division chargée de comprendre comment, en fonction des pourcentages des différents métaux présents dans les alliages traités, ainsi que des variations de température et des méthodes de fusion utilisées, les propriétés mécaniques des métaux évoluent, conformément à la norme ISO 6892-1. La machine a été équipée de pinces hydrauliques horizontales à double actionneur, ainsi que de deux jeux de mors pour éprouvettes rondes et plates.

Dans la majorité des cas de test, le client utilise une méthode de fabrication des éprouvettes qui consiste à couler l’alliage fondu dans des moules spécifiques.

Pour obtenir le plus haut niveau de précision possible dans la mesure du déplacement, le choix d’un extensomètre vidéo, totalement automatique et sans contact, a été fortement recommandé.

SYSTÈME D’ESSAI HAUTE CHARGE (1 MN) POUR BOULONS, VIS, FASTENERS

La principale caractéristique du système d’essai présenté dans cette courte étude de cas est la charge très élevée requise par l’application : 1 MN (Méganeuton), soit 100 tonnes.

La demande était très spécifique et provenait d’un grand fabricant italien de systèmes de fixation : pouvoir tester à la fois les vis finies (à l’aide d’interfaces filetées spécifiques à placer entre les deux pinces) et le matériau brut (sous forme d’éprouvettes à section ronde ou plate). Pour cette raison, des pinces pneumatiques à action verticale ont été installées, avec des mors interchangeables pour éprouvettes rondes et plates.

Une deuxième caractéristique clé de cette machine est la présence d’une seconde cellule de charge de 300 kN (30 tonnes), équipée de sa propre paire de pinces pneumatiques, toujours montées et prêtes à l’emploi, sans nécessité d’ajouter d’autres composants.

Ce besoin découle du fait que la gamme de vis, d’éprouvettes et de matériaux que le client doit tester ne rentre pas toujours dans la tolérance d’une cellule de charge de forte capacité, comme celle de 100 tonnes.

Ainsi, il a été possible de fournir au client une seule machine d’essai capable, en substance, de faire le travail de deux, avec une réduction évidente de facteurs tels que le coût, l’encombrement, etc.

ESSAIS DE CHARGE ÉLEVÉE (600 KN) ET DE TEMPÉRATURE ÉLEVÉE (900 °C) AVEC CELLULE SUPPLÉMENTAIRE DE 25 KN SELON LES NORMES ISO 6892-1 ET ISO 6892-2

En parlant des machines d’essai polyvalentes produites par Easydur, il est impossible de ne pas mentionner cette machine personnalisée, avec une hauteur augmentée et une cellule standard de 600 kN (60 tonnes), équipée de pinces auto-serrantes verticales à commande pneumatique, d’une cellule additionnelle de 25 kN (2,5 tonnes), d’un four pour essais à température contrôlée, et d’un extensomètre mécanique automatique en céramique.

Le client en question est un important fabricant italien de tubes étirés à froid, proposant une large gamme de produits différant par leurs dimensions et matériaux.

« Polyvalence » est donc le mot-clé à la base de ce projet, et « personnalisation » en est la suite logique.

Avec un seul investissement, le client a obtenu une machine d’essai capable de tester des tubes de tout diamètre et matériau, à différentes températures, tout en ayant la certitude que les mesures de charge (grâce aux deux cellules interchangeables) et d’allongement (grâce à l’extensomètre mécanique) soient d’une précision maximale.

Contactez-nous pour plus de détails sur nos machines d’essai de traction des métaux | ISO 6892-1

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