Comment souder l'acier allié 20 ?

L'alliage 20 (UNS N08020), composé principalement de 35Ni-35Fe-20Cr-Nb, est un alliage austénitique résistant à la corrosion à base de Fe-Ni, qui présente une excellente résistance à la corrosion fissurante sous contrainte et à la corrosion locale, ainsi qu'une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion réductrice modérée. L'alliage présente une bonne résistance à la corrosion dans de nombreux milieux chimiques, y compris les solutions acides inorganiques fortes et agressives, le chlore et divers milieux contenant du chlorure, l'acide formique et l'acide acétique, l'anhydride acide, le chlore gazeux sec, l'eau de mer et la saumure, etc. Le tube, la plaque et la barre en acier allié 20 (N08020) sont spécifiés dans ces normes : ASME SB462, SB463, SB464, SB468, SB473, SB729.

Composition chimique de l'alliage 20

CMnSiPSNiCrMoCuNb
0.07≤2.00≤1.00≤0.045≤0.03532.00-38.0019.00-21.002.00-3.003.00-4.008*C-1.00

Propriété mécanique de l'alliage 20

Résistance à la traction, MpaLimite d'élasticité, MpaÉlongation, %
≥551≥241≥30

Matériaux de soudage pour l'alliage 20

Électrode en bâtonAWS A5.4 E320-16/ AWS A5.4 E320LR-16
Fils MIGAWS A5.9 ER320LR
Soudage à l'arc sous argonAWS A5.9ER320LR

Alliage 20 Soudabilité

Comme la plupart des aciers inoxydables austénitiques, l'alliage 20 est sujet aux fissures thermiques de soudage, à la corrosion intergranulaire et aux fissures de corrosion sous contrainte pendant le soudage. En même temps, en raison de sa teneur élevée en nickel, la fluidité du nickel liquide est faible, le soudage est facile à produire une non-fusion, une pénétration incomplète et d'autres défauts, le processus de soudage doit tenir compte des conseils suivants :

1. Prévenir les fissures dues à la chaleur.

Le soudeur doit contrôler strictement le soufre, le phosphore, le carbone et les autres impuretés nocives dans le soudage, afin d'améliorer la forme cristalline de la soudure. Le soudage multicouche multipasse avec un courant faible et un arc court sans oscillation ou avec une petite oscillation est adopté pour contrôler strictement l'apport de chaleur, réduire la rigidité et la contrainte du joint, et réduire la contrainte de rétrécissement dans le processus de cristallisation.

2. Prévenir la corrosion intergranulaire.

L'utilisation de la matériel de soudage à faible teneur en carbone (<0,03%), contenant des éléments stabilisants tels que Nb ou Ti. Pendant le soudage, essayez de réduire la surchauffe, minimisez l'apport de chaleur, évitez les soudures croisées et augmentez la vitesse de refroidissement après le soudage, et contrôlez strictement la cémentation de la zone de soudure pendant le soudage.

3. Prévenir la corrosion sous contrainte.

La corrosion sous contrainte des métaux soudés peut être atténuée ou évitée par une séquence de soudage raisonnable, en minimisant les contraintes sur les joints et en utilisant des paires de tuyaux sans contrainte.

4. Autres conseils

  • Enlever l'humidité, la poussière, la graisse, la peinture, etc. sur la surface de l'élément soudé avant le soudage, en particulier les impuretés contenant du soufre et du plomb ;
  • Le contact direct entre le métal de base, le matériau de soudage et l'acier au carbone est strictement interdit. Des brosses métalliques et des meules spéciales en acier inoxydable sont utilisées.
  • Avant le soudage, les deux côtés de la rainure doivent être nettoyés à une distance de 50 mm, et la rainure et le fil de soudage doivent être nettoyés à l'acétone ;
  • Les joints de chaque couche de soudure doivent être décalés, et le puits d'arc doit être rempli à la fin de l'arc, et les défauts du puits d'arc doivent être polis ;
  • Le soudage suivant ne peut être effectué que lorsque la température entre les canaux de contrôle n'est pas supérieure à 100℃.

Qu'est-ce qu'un fil de soudure à âme pleine ?

Le fil de soudage à âme pleine, également appelé "fil de soudage nu", est utilisé pour le soudage à l'arc submergé, le soudage à l'arc avec électrode en fusion et le soudage à l'arc au tungstène et à l'argon, le soudage à l'arc plasma, le soudage sous laitier électrique et d'autres fils de soudage d'apport. En fonction de ses matériaux, le fil solide est divisé en acier au carbone, en acier faiblement allié (fil d'acier) pour le soudage au gaz, en fil d'acier pour le soudage par fusion, en fil de cuivre et d'alliage de cuivre, en fil d'aluminium et d'alliage d'aluminium, en fil de nickel et d'alliage de nickel, etc. Le fil pour le soudage sous protection gazeuse comprend principalement le fil pour le soudage sous protection gazeuse au CO₂, le fil pour le soudage sous protection gazeuse au tungstène et le fil pour le soudage à l'arc plasma. Le fil d'acier pour soudage par fusion comprend principalement le fil d'acier étiré à froid utilisé pour le soudage à l'arc submergé, le soudage sous laitier électrolytique, le soudage au gaz et d'autres applications. Afin de prévenir la rouille et de maintenir la propreté, la surface du fil est généralement recouverte d'une couche de cuivre, ce qui explique leur couleur jaune-rouge. Aujourd'hui, nous rassemblons les types de fils de soudure solides pour votre référence.

Fil de soudage à l'arc submergé à âme pleine

Dans le soudage à l'arc submergé, le flux peut protéger le métal soudé et jouer un rôle métallurgique. Le fil de soudure, en tant que métal d'apport, ajoute simultanément des éléments d'alliage à la soudure et participe à la réaction métallurgique. Les types de fils de soudage à l'arc submergé couramment utilisés sont les suivants :

  • Fil de soudure en acier à faible teneur en carbone et faiblement allié

Selon la teneur en manganèse, il peut s'agir d'un fil de soudure à faible teneur en manganèse (AWS EL8), d'un fil de soudure à teneur moyenne en manganèse (AWS EM12) ou d'un fil de soudure à haute teneur en manganèse (EH14).

  • Fil de soudure solide en acier à haute résistance

Ce fil contient plus de Mn1%, Mo0.3%~0.8%, tel que ER55-C1, peut être utilisé pour souder des aciers faiblement alliés à haute résistance. Il est également possible d'ajouter du Ni, du Cr, du V et du Re et d'autres éléments dans le fil de soudure pour améliorer les performances de la soudure en fonction des exigences de performance. Le fil de soudure Mn-Mo est principalement utilisé pour le métal de soudure avec une résistance à la traction de 590MPa.

  • Fil de soudure solide en acier inoxydable

La composition du fil de soudure doit correspondre à celle de l'acier inoxydable de base à souder. Pour le soudage de l'acier inoxydable, il convient d'utiliser des fils de soudage ER410, ER430 et autres.

 Fil de soudage ER316, ER316L, ER316LSI pour l'acier inoxydable Cr-Ni ; Lors du soudage d'acier inoxydable à très faible teneur en carbone, il convient d'utiliser le fil de soudage à faible teneur en carbone correspondant, tel que l'ER316L. Le flux peut être fondu ou fritté, nécessitant très peu d'oxydation pour réduire la perte d'éléments d'alliage, le flux fritté étant le plus couramment utilisé.

Gcomme protégé solid fil de soudure

Le soudage sous protection gazeuse peut être divisé en soudage sous protection gazeuse inerte (soudage TIG et MIG), en soudage sous protection gazeuse active (soudage MAG) et en soudage auto-protégé. Le gaz de protection du soudage TIG est de l'Ar pur, de l'Ar+2%O2 ou de l'Ar+5%CO₂ pour le soudage MIG, le soudage MAG utilise principalement du gazCO₂, ainsi que des gaz mixtes CO₂+Ar ou CO₂+Ar+O2 ou utilise directement le fil fourré.

  • Fil de soudage TIG

Le soudage TIG peut parfois ne pas nécessiter de fil d'apport, le métal de base est directement joint au métal de base après le chauffage et la fusion. Comme le gaz protecteur est de l'Ar pur et qu'il n'y a pas d'oxydation, la composition du fil d'apport ne change pas fondamentalement après la fusion. La composition du fil de soudure est la composition de la soudure, qui doit être cohérente avec le métal de base. L'énergie de soudage du soudage TIG est faible, la résistance de la soudure et le plastique, la bonne ténacité, peuvent facilement répondre aux exigences de performance.

  • Fils de soudure solides MIG et MAG

Le soudage MIG est principalement utilisé pour le soudage de l'acier inoxydable et d'autres aciers fortement alliés. Une quantité appropriée de gaz O₂ ou CO₂ est ajoutée au gaz Ar pour améliorer les caractéristiques de l'arc, c'est-à-dire le soudage MAG. Lors du soudage d'acier allié, Ar+5%CO₂ peut améliorer la résistance à la porosité de la soudure. Le soudage de l'acier inoxydable à très faible teneur en carbone ne peut utiliser que le mélange gazeux Ar+2%O₂ pour empêcher la carburation du cordon de soudure. Actuellement, le soudage MIG de l'acier faiblement allié est progressivement remplacé par le soudage MAG d'Ar+20%CO₂.

En raison de l'oxydation du gaz protecteur, la teneur en Si, Mn et autres éléments désoxydants du fil de soudure doit être augmentée de manière appropriée pendant le soudage MAG. Lors du soudage d'acier à haute résistance, la teneur en C dans la soudure est généralement inférieure à celle du métal de base, et la teneur en Mn est inversée. Il ne s'agit pas seulement d'une question de désoxydation, mais aussi d'une exigence relative à la composition de l'alliage de soudure. Afin d'améliorer la ténacité à basse température, la teneur en Si dans la soudure ne doit pas être trop élevée.

  • Fil de soudure CO2

Le CO₂ est un gaz actif à forte oxydation. Le fil de soudage utilisé pour le soudage au CO₂ doit donc contenir beaucoup de Mn, de Si et d'autres éléments désoxydants. Le soudage au CO₂ utilise généralement des fils C-Mn-Si, tels que ER70S-2, ER70S-3, ER70S-6etc. Le diamètre du fil de soudure CO₂ est généralement de 0,89 1,0 1,2 1,6 2,0 mm. Le fil de soudure ER70S-6 est un fil de soudure CO2 largement utilisé, qui présente de meilleures performances et convient au soudage d'aciers faiblement alliés de qualité inférieure à 500MPa.

Métaux non ferreux et fil de soudure en fonte

  • Fil de soudure de surface

Actuellement, le fil de soudure en alliage dur utilisé pour le surfaçage comprend principalement la fonte à haute teneur en chrome (Solmait) et l'alliage à base de cobalt (Stelli). La fonte à haute teneur en chrome offre une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion par cavitation, une grande dureté et une bonne résistance à l'usure. Les alliages à base de cobalt, quant à eux, conservent une dureté élevée et une bonne résistance à la corrosion à 650°C. Le fil à faible teneur en carbone et en tungstène présente une bonne ténacité, tandis que le fil de soudage à forte teneur en carbone et en tungstène présente une dureté élevée, mais une mauvaise résistance aux chocs. Le fil de surfaçage en carbure peut être surfacé à l'oxygène-acétylène, par soudage au gaz et par d'autres méthodes. Le rechargement par oxygène-acétylène est plus largement utilisé, il nécessite un équipement de soudage simple, la profondeur de fusion est faible, la fusion du métal de base est moindre, mais l'efficacité de la production est faible.

  • Fil de soudure en cuivre et en alliage de cuivre

Utilisé pour le soudage du cuivre et des alliages de cuivre. Le fil de soudure en laiton est également largement utilisé pour le brasage de l'acier au carbone, de la fonte et des outils en carbure. Le métal de remplissage du cuivre et de l'alliage de cuivre convient à différentes méthodes de soudage. Le soudage au gaz oxygène-acétylène doit être utilisé avec un flux de soudage au gaz.

  • Fil de soudure en aluminium et en alliage d'aluminium

Matériau de remplissage pour le soudage à l'arc à l'argon et le soudage à l'oxygène et à l'acétylène des alliages d'aluminium. Les différents fils de soudure en alliage d'aluminium doivent être considérés en fonction du type de matériau de base, de la résistance à la fissuration des joints, des propriétés mécaniques, de la résistance à la corrosion et d'autres exigences. En général, on utilise un fil de soudage dont la composition est identique ou similaire à celle du métal de base afin d'obtenir une meilleure résistance à la corrosion. Toutefois, la composition du fil de soudage est différente de celle du métal de base lorsque le traitement thermique de l'alliage d'aluminium ayant une forte tendance à la fissuration à chaud est renforcé en raison de la résistance à la fissuration.

  • Fil de soudure en fonte

Principalement utilisé pour le soudage de la fonte par soudage au gaz. Parce que la température de la flamme oxy-acétylène (moins de 3400℃) est inférieure à celle de la température de l'arc (6000℃), et les points chauds ne sont pas concentrés, il est plus approprié pour le soudage de la fonte grise à parois minces. En outre, une température de flamme de soudage au gaz légèrement inférieure peut réduire l'évaporation du sphéroïdiseur, ce qui est bénéfique pour assurer la soudure afin d'obtenir une structure de fer ductile. À l'heure actuelle, il existe principalement deux types de fils de soudure en fonte ductile utilisés pour le soudage au gaz : l'alliage de magnésium à base de terres rares et les terres rares lourdes à base d'yttrium. En raison du point d'ébullition élevé de l'yttrium, sa capacité à résister au déclin de la sphéroïdisation est plus forte que celle du magnésium, ce qui est plus propice à la sphéroïdisation du cordon de soudure et est largement utilisé.