Soudage de l'acier inoxydablefait référence au processus de connexion de deux ou plusieurs pièces en acier inoxydable par chauffage, pression ou une combinaison des deux, tout en conservant la résistance inhérente à la corrosion, la résistance mécanique et l'intégrité structurelle du matériau.
Fournisseurs en acier inoxydable
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Principales caractéristiques des matériaux affectant le soudage de l'acier inoxydable
Mécanisme de résistance à la corrosion
Lorsque l'acier inoxydable entre en contact avec l'oxygène. Il existe une couche passive d'oxyde de chrome (Cr ₂ O3) qui s'est formée à la surface, avec une épaisseur de seulement 2 à 5 nanomètres mais une structure dense. Elle peut efficacement empêcher une oxydation et une corrosion supplémentaires du matériau. La chaleur de soudage peut endommager ce film de passivation, et un refroidissement inapproprié ou une ségrégation des éléments en alliage peut empêcher la reformation du film de passivation.
Dilatation thermique et conductivité thermique
L'acier inoxydable a un coefficient de dilatation thermique plus élevé (16-20 × 10 ⁻⁶/degré) et une conductivité thermique plus faible (14-21 watts/mètre/Kelvin). Pendant le soudage, cette caractéristique peut entraîner un chauffage inégal et des différences significatives dans les vitesses de refroidissement de la pièce, entraînant des contraintes thermiques et des déformations plus importantes.
Caractéristiques de transition de phase
Acier inoxydable austénitique (304, 316, 321) :Il présente une phase austénitique stable à température ambiante, sans transformation de phase pendant le chauffage et le refroidissement, et possède une excellente ductilité. Cependant, s’il contient des impuretés telles que du soufre, du phosphore et du silicium, il est sujet aux fissures à chaud.
Acier inoxydable ferritique (430, 409) :Toute la plage de température est en phase ferrite, avec une mauvaise ductilité à haute température et un risque élevé de fissuration à froid.
Acier inoxydable martensitique (410, 420) :Lors d'un refroidissement rapide, il se transforme de l'austénite en martensite, avec une dureté élevée mais une faible ténacité, et nécessite un traitement thermique après soudage (PWHT) pour réduire la fragilité.
Acier inoxydable biphasé (2205, 2507) :L'austénite et la ferrite représentent chacune environ 50 %, avec une résistance et une résistance à la corrosion équilibrées, mais sensibles à l'apport de chaleur - un apport de chaleur excessif peut perturber l'équilibre des phases et entraîner une diminution de la ténacité.
Procédés courants de soudage de l'acier inoxydable
Soudage au gaz inerte au tungstène (soudage TIG/GTAW)
Principe:Une électrode en tungstène qui ne fond pas est utilisée comme électrode pour générer un arc entre l'électrode et la pièce. Le bain fondu et l'électrode sont protégés par un gaz inerte (généralement de l'argon pur à 99,99 %) pour éviter la pollution atmosphérique. Si nécessaire, du matériau de remplissage peut être ajouté manuellement.
Avantages :Haute qualité de soudage (formage lisse, haute précision), projections minimes, contrôle précis de l'apport de chaleur, adapté à l'acier inoxydable à paroi mince de 0,5-6 mm, particulièrement adapté au soudage de l'acier inoxydable austénitique et duplex avec des exigences élevées de résistance à la corrosion.
Inconvénients :Vitesse de soudage lente, intensité d'opération manuelle élevée et exigences élevées en matière de compétences de soudeur.
Soudage au gaz inerte pour métaux/soudage au gaz actif pour métaux (MIG/MAG/GMAW)
Principe:Alimentez continuellement le fil de soudage fondu comme électrode à travers un pistolet de soudage et utilisez un gaz de protection (soudage MIG : argon+2 % -5 % d'oxygène ou argon+10 % -20 % de dioxyde de carbone. Soudage MAG : argon+hélium, adapté aux scénarios à haute température) pour protéger le bassin de fusion.
Avantages :Vitesse de soudage rapide (2 à 4 fois supérieure à celle du soudage TIG), adaptée à l'acier inoxydable de 3 à 25 mm d'épaisseur, facile à automatiser et nécessite des compétences de soudage inférieures à celles du soudage TIG.
Inconvénients :Plus de projections que le soudage TIG, zone affectée thermiquement (ZAT) plus large, nécessitant un nettoyage après soudage par meulage et d'autres méthodes.
Soudage à l'arc à la baguette de soudage (SMAW/soudage à l'arc manuel)
Principe:Une baguette de soudage fondue recouverte d'un revêtement est utilisée. Pendant le soudage, le revêtement brûle pour produire un bain de fusion protégé par un gaz, qui forme des scories pour recouvrir la surface du bain de fusion et isoler la pollution atmosphérique.
Avantages :Pas besoin de gaz de protection externe, équipement portable (adapté au soudage sur site-), peut fonctionner dans des environnements venteux ou extérieurs, adapté à l'acier inoxydable de 6 à 50 mm d'épaisseur.
Inconvénients :Plage de fonctionnement étroite, nécessité d'éliminer les scories après le soudage, apport de chaleur élevé (grande zone affectée par la chaleur) et apparition facile de défauts d'inclusion de scories.
Soudage à l'arc submergé (SAW)
Principe:En utilisant du fil de soudage fondu comme électrode, combiné à un flux granulaire, l'arc est couvert par le flux (« arc submergé ») et le flux fond pour former des scories et des gaz protecteurs, réalisant ainsi le soudage.
Avantages :Taux de dépôt élevé (adapté au soudage de plaques épaisses), moins de projections, pénétration profonde, faible exigence de compétences en soudeur (facile à automatiser).
Inconvénient:Applicable uniquement aux positions de soudage plates ou horizontales, nécessitant un traitement et un recyclage du flux, ne convient pas à l'acier inoxydable à paroi mince-.
