En juillet 2026, Shougang, en collaboration avec un leader chinois de l’ingénierie mécanique, a lancé avec succès l’acier à épaisseur variable longitudinale de grade 690 MPa, le Q690E-LP. Il ne s’agit pas seulement d’une mise à niveau des matériaux, mais aussi d’une avancée technologique passant de la « plaque plane bidimensionnelle » à la « plaque tridimensionnelle de forme spéciale » – une première mondiale dans la production industrielle d’acier à épaisseur variable de grade 690 MPa en fines épaisseurs, comblant ainsi un vide technologique international.
Répartition inégale des contraintes, mais contrainte d’utiliser des plaques d’épaisseur constante par « soudage et assemblage »
Depuis longtemps, le secteur de la fabrication d’équipements est confronté à un problème persistant : les grandes structures subissent des contraintes très inégales – fortes à la base, faibles aux extrémités – mais les concepteurs ne disposent que de plaques d’épaisseur constante.
La méthode traditionnelle consiste à chanfreiner des plaques épaisses et minces et à les souder bout à bout de force. La soudure devient un « maillon faible » inné – concentration de contraintes, fatigue et fissuration faciles, poids excessif, processus complexes. Rien que le temps de soudage d’un équipement représente plus de 30 % du temps de travail total, et le coût de transformation par tonne d’acier reste élevé.
Auparavant, seules quelques entreprises en dehors de la Chine pouvaient produire des plaques d’épaisseur variable, mais la résistance maximale n’était que de grade Q460, se limitant aux catégories de faible résistance et de forte épaisseur. Les plaques d’épaisseur variable à haute résistance et en fines épaisseurs n’avaient aucun précédent, produit ou expérience dans le monde. L’industrie des équipements d’ingénierie n’avait d’autre choix que de « se contenter de moins », en fraisant à plusieurs reprises des plaques planes pour les transformer en formes cunéiformes – un processus long, coûteux en matériaux et explosant les coûts.
« Épaissir là où les contraintes sont fortes, amincir là où elles sont faibles, utiliser le bon acier au bon endroit ! » L’équipe de recherche sur les tôles fortes de Shougang a ciblé ce problème et proposé audacieusement une nouvelle approche : faire varier continuellement l’épaisseur de la plaque sur sa longueur, avec une base épaisse et des extrémités fines, correspondant parfaitement à la courbe de contrainte.
Trois avancées technologiques majeures
Du « soudage de plusieurs plaques » au « formage d’une seule plaque » : une différence d’épaisseur allant jusqu’à 50 %
Le Q690E-LP révolutionne complètement la logique traditionnelle de l’utilisation de l’acier. L’épaisseur de la plaque varie continuellement sur sa longueur, avec une différence maximale de 50 %, transformant directement le « soudage de plusieurs plaques » en « formage d’une seule plaque », éliminant à la source les risques liés aux soudures et réalisant une réduction de poids extrême.
Passage du grade Q460 au Q690 : combler un vide technologique mondial
Auparavant, les plaques d’épaisseur variable étaient principalement utilisées pour les aciers de construction à faible résistance dans les ponts, la construction navale, etc., avec un maximum de grade Q460. Shougang a porté le grade de résistance à 690 MPa et l’a adapté aux produits de fines épaisseurs, comblant directement le vide technologique mondial pour les plaques d’épaisseur variable à haute résistance et en fines épaisseurs.
Coordination approfondie production-vente-recherche : de la « conception adaptée aux matériaux » à la « conception habilitée par les matériaux »
Lu Shiping, chef de projet et responsable du département des tôles fortes et larges de l’Institut de recherche technique, a mené son équipe à s’immerger dans les lignes de production d’engins de chantier, observant sur place l’ensemble du processus de contrainte, de soudage et d’assemblage des stabilisateurs de grues. L’équipe a confronté ses propositions directement avec les concepteurs des clients – ces derniers dessinaient des diagrammes de calcul mécanique, tandis que l’équipe expliquait la logique de laminage, pour déterminer ensemble la structure.
« Avant, la conception était fixée et l’aciérie suivait ; maintenant, le matériau vient en premier et la conception s’adapte. » Shougang ne se contente pas d’être un simple fournisseur de matériaux, mais devient un définiisseur des règles de conception. L’acier à épaisseur variable de 690 MPa possède un « gène de gradient » inné, faisant passer la conception des équipements d’une « adaptation aux matériaux » à une « habilitation par les matériaux » – un concepteur client s’est exclamé : « Avant, on concevait en fonction des matériaux disponibles ; maintenant, on peut concevoir ce qu’on veut, et le matériau peut le réaliser. »
Avantages de performance clés
| Indicateur | Q690E-LP | Solution traditionnelle |
|---|---|---|
| Grade de résistance | 690 MPa | Q460 (maximum) |
| Variation d’épaisseur | Gradient continu, différence d’épaisseur jusqu’à 50 % | Épaisseur constante ou soudage de plaques |
| Nombre de soudures | Aucune soudure, formage d’une seule plaque | Multiples soudures |
| Poids de la structure | Réduction significative | Surcharge pondérale |
| Durée de vie en fatigue | Prolongation significative | Fissuration par fatigue des soudures |
| Processus de fabrication | Simplification significative | Processus nombreux |
La première plaque d’acier à épaisseur variable de grade 690 MPa produite avec succès a ravi les clients partenaires : les soudures ont disparu, le poids a été réduit et la durée de vie prolongée.
Perspectives d’application
Les scénarios d’application typiques de la plaque Q690E-LP incluent :
Engins de chantier : stabilisateurs de grues, flèches, bras de godet de grandes pelles mécaniques et autres composants porteurs clés. La conception allégée améliore directement l’efficacité opérationnelle et l’économie d’énergie des équipements.
Équipements miniers : châssis de tombereaux miniers, supports hydrauliques et autres composants soumis à des charges extrêmes.
Équipements énergétiques : tours d’éoliennes, plateformes offshore, etc.
Auparavant, les plaques LP avaient déjà démontré leur valeur d’allègement dans les ponts, la construction navale, etc. En portant cette technologie au grade de résistance élevée de 690 MPa, Shougang ouvre directement des espaces d’application dans des scénarios de charges extrêmes tels que les engins de chantier et les équipements miniers.
Importance pour l’industrie
Le lancement réussi du Q690E-LP a une importance pour l’industrie qui dépasse la simple mise sur le marché d’un nouveau produit :
Premièrement, il ouvre une nouvelle voie pour la conception d’équipements haut de gamme – faisant passer les matériaux d’une « adaptation passive » à une « habilitation active », et la conception d’une « adaptation aux matériaux » à un « leadership des matériaux ».
Deuxièmement, il comble le vide technologique mondial pour les plaques d’épaisseur variable à haute résistance et en fines épaisseurs.
Troisièmement, il explore un paradigme d’innovation de « coordination approfondie production-vente-recherche » – Shougang a pris les devants, déplaçant la recherche dans les ateliers des clients, connectant les lignes de production au développement des machines complètes, faisant des difficultés des utilisateurs le point de départ de l’innovation.
Alors que le « soudage et assemblage de plaques » devient de l’histoire ancienne, la plaque d’acier à haute résistance et à épaisseur variable « formée d’une seule plaque » redéfinit les limites de l’allègement des équipements haut de gamme.