L'acier inoxydable n'est pas nécessairement difficile à usiner, mais il nécessite une attention particulière aux détails lors du soudage.

L'acier inoxydable n'est pas nécessairement difficile à usiner, mais il nécessite une attention particulière aux détails lors du soudage.Il ne dissipe pas la chaleur comme l’acier doux ou l’aluminium et perd une partie de sa résistance à la corrosion s’il devient trop chaud.Les meilleures pratiques aident à maintenir sa résistance à la corrosion.Image : Miller électrique
La résistance à la corrosion de l’acier inoxydable en fait un choix attrayant pour de nombreuses applications de tuyauterie importantes, notamment les produits alimentaires et boissons de haute pureté, les produits pharmaceutiques, les récipients sous pression et la pétrochimie.Cependant, ce matériau ne dissipe pas la chaleur comme l’acier doux ou l’aluminium, et des techniques de soudage inappropriées peuvent réduire sa résistance à la corrosion.Appliquer trop de chaleur et utiliser le mauvais métal d’apport sont deux coupables.
Le respect de certaines des meilleures pratiques de soudage de l'acier inoxydable peut contribuer à améliorer les résultats et à garantir le maintien de la résistance à la corrosion du métal.De plus, la modernisation des procédés de soudage peut augmenter la productivité sans sacrifier la qualité.
Lors du soudage de l’acier inoxydable, le choix du métal d’apport est essentiel pour contrôler la teneur en carbone.Le métal d'apport utilisé pour souder les tuyaux en acier inoxydable doit améliorer les performances de soudage et répondre aux exigences de performance.
Recherchez les métaux d'apport de désignation « L » tels que l'ER308L, car ils offrent une teneur maximale en carbone inférieure, ce qui aide à maintenir la résistance à la corrosion dans les alliages d'acier inoxydable à faible teneur en carbone.Le soudage de matériaux à faible teneur en carbone avec des métaux d'apport standards augmente la teneur en carbone de la soudure et augmente ainsi le risque de corrosion.Évitez les métaux d'apport « H » car ils ont une teneur en carbone plus élevée et sont destinés aux applications nécessitant une résistance plus élevée à des températures élevées.
Lors du soudage de l’acier inoxydable, il est également important de choisir un métal d’apport pauvre en oligo-éléments (également appelés déchets).Il s’agit d’éléments résiduels provenant des matières premières utilisées pour fabriquer des métaux d’apport et comprennent l’antimoine, l’arsenic, le phosphore et le soufre.Ils peuvent affecter considérablement la résistance à la corrosion du matériau.
L’acier inoxydable étant très sensible à l’apport de chaleur, la préparation des joints et un assemblage approprié jouent un rôle clé dans la gestion de la chaleur afin de conserver les propriétés du matériau.Les espaces entre les pièces ou un ajustement inégal obligent la torche à rester au même endroit plus longtemps, et davantage de métal d'apport est nécessaire pour combler ces espaces.Cela provoque une accumulation de chaleur dans la zone affectée, provoquant une surchauffe du composant.Une installation incorrecte peut également rendre difficile la fermeture des espaces et l'obtention de la pénétration requise de la soudure.Nous avons veillé à ce que les pièces soient aussi proches que possible de l'acier inoxydable.
La pureté de ce matériau est également très importante.Même la plus petite quantité de contaminants ou de saletés dans la soudure peut entraîner des défauts qui réduisent la solidité et la résistance à la corrosion du produit final.Pour nettoyer le métal de base avant le soudage, utilisez une brosse spéciale pour l'acier inoxydable qui n'a pas été utilisée pour l'acier au carbone ou l'aluminium.
Dans les aciers inoxydables, la sensibilisation est la principale cause de perte de résistance à la corrosion.Cela se produit lorsque la température de soudage et la vitesse de refroidissement fluctuent trop, entraînant une modification de la microstructure du matériau.
Cette soudure externe sur un tuyau en acier inoxydable a été soudée avec du GMAW et un spray métallique contrôlé (RMD). La soudure de racine n'a pas été rétro-balayée et était similaire en apparence et en qualité au soudage par rétro-balayage GTAW.
L’oxyde de chrome est un élément clé de la résistance à la corrosion de l’acier inoxydable.Mais si la teneur en carbone de la soudure est trop élevée, des carbures de chrome se forment.Ils lient le chrome et empêchent la formation de l'oxyde de chrome nécessaire, ce qui rend l'acier inoxydable résistant à la corrosion.Sans suffisamment d’oxyde de chrome, le matériau n’aura pas les propriétés souhaitées et une corrosion se produira.
La prévention de la sensibilisation se résume à la sélection du métal d’apport et au contrôle de l’apport thermique.Comme mentionné précédemment, il est important de sélectionner un métal d’apport à faible teneur en carbone lors du soudage de l’acier inoxydable.Cependant, le carbone est parfois nécessaire pour assurer la résistance de certaines applications.Le contrôle de la chaleur est particulièrement important lorsque les métaux d’apport à faible teneur en carbone ne conviennent pas.
Minimisez le temps pendant lequel la soudure et la ZAT sont à des températures élevées, généralement de 950 à 1 500 degrés Fahrenheit (500 à 800 degrés Celsius).Moins vous passez de temps à souder dans cette plage, moins vous générerez de chaleur.Vérifiez et respectez toujours la température entre les passes dans la procédure de soudage utilisée.
Une autre option consiste à utiliser des métaux d’apport avec des composants d’alliage tels que le titane et le niobium pour empêcher la formation de carbures de chrome.Étant donné que ces composants affectent également la résistance et la ténacité, ces métaux d’apport ne peuvent pas être utilisés dans toutes les applications.
Le soudage par passe de racine à l'aide du soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) est une méthode traditionnelle de soudage de tuyaux en acier inoxydable.Cela nécessite généralement un rinçage à l'argon pour éviter l'oxydation sur la face inférieure de la soudure.Cependant, pour les tubes et tuyaux en acier inoxydable, l’utilisation de procédés de soudage au fil est de plus en plus courante.Dans ces cas-là, il est important de comprendre comment les différents gaz de protection affectent la résistance à la corrosion du matériau.
Le soudage à l'arc gazeux (GMAW) de l'acier inoxydable utilise traditionnellement de l'argon et du dioxyde de carbone, un mélange d'argon et d'oxygène, ou un mélange de trois gaz (hélium, argon et dioxyde de carbone).Typiquement, ces mélanges sont constitués principalement d'argon ou d'hélium avec moins de 5 % de dioxyde de carbone, car le dioxyde de carbone peut introduire du carbone dans le bain fondu et augmenter le risque de sensibilisation.L'argon pur n'est pas recommandé pour l'acier inoxydable GMAW.
Le fil fourré pour acier inoxydable est conçu pour être utilisé avec un mélange traditionnel de 75 % d’argon et 25 % de dioxyde de carbone.Les flux contiennent des ingrédients conçus pour empêcher la contamination de la soudure par le carbone provenant du gaz de protection.
Au fur et à mesure de l’évolution des procédés GMAW, ils ont facilité le soudage des tubes et des tuyaux en acier inoxydable.Bien que certaines applications puissent encore nécessiter le processus GTAW, le traitement avancé du fil peut offrir une qualité similaire et une productivité plus élevée dans de nombreuses applications en acier inoxydable.
Les soudures ID en acier inoxydable réalisées avec GMAW RMD sont similaires en qualité et en apparence aux soudures OD correspondantes.
Les passes de racine utilisant un processus GMAW de court-circuit modifié tel que le dépôt de métal contrôlé (RMD) de Miller éliminent le rétrolavage dans certaines applications d'acier inoxydable austénitique.La passe racine RMD peut être suivie d'un soudage GMAW pulsé ou à l'arc fourré pour remplir et fermer la passe, une option qui permet d'économiser du temps et de l'argent par rapport au GTAW à rétroflush, en particulier sur les tuyaux plus gros.
RMD utilise un transfert de métal en court-circuit contrôlé avec précision pour créer un arc et un bain de soudure silencieux et stables.Cela réduit les risques de recouvrements à froid ou de non-fusion, réduit les éclaboussures et améliore la qualité des racines de tuyaux.Un transfert de métal contrôlé avec précision garantit également un dépôt uniforme des gouttelettes et un contrôle plus facile du bain de fusion, contrôlant ainsi l'apport de chaleur et la vitesse de soudage.
Les procédés non traditionnels peuvent améliorer la productivité du soudage.La vitesse de soudage peut varier de 6 à 12 ipm lors de l'utilisation du RMD.Parce que ce processus améliore les performances sans chauffage supplémentaire de la pièce, il contribue à maintenir les performances et la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable.La réduction de l’apport thermique du processus permet également de contrôler la déformation du substrat.
Ce procédé GMAW pulsé offre des longueurs d'arc plus courtes, des cônes d'arc plus étroits et moins d'apport de chaleur que le jet pulsé conventionnel.Le processus étant fermé, la dérive de l'arc et les fluctuations de la distance entre la pointe et le lieu de travail sont pratiquement éliminées.Cela simplifie le contrôle du bain de fusion aussi bien lors du soudage sur site que lors du soudage en dehors du lieu de travail.Enfin, la combinaison du GMAW pulsé pour les passes de remplissage et de fermeture avec le RMD pour la passe de racine permet d'effectuer des procédures de soudage avec un seul fil et un seul gaz, réduisant ainsi les temps de changement de processus.
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