Embouts de soudage Inox austénitique

L'acier inoxydable austénitique est le type d'acier inoxydable le plus largement utilisé, principalement le type Cr18-Ni8, Cr25-Ni20, Cr25-Ni35. Le soudage de l'inox austénitique présente des caractéristiques évidentes :

  • Soudure fissure à chaud.

L'acier inoxydable austénitique est facile à former une structure de grain colonnaire volumineuse lorsque les parties du joint de soudage à haute température et temps de rétention sont plus longues en raison de la faible conductivité thermique et du grand coefficient de dilatation linéaire. Dans le processus de solidification, si la teneur en soufre, phosphore, étain, antimoine, niobium et autre élément d'impureté est plus élevée, cela conduit à la formation d'eutectique à bas point de fusion entre les grains. Lorsque le joint soudé est soumis à une contrainte de traction élevée, des fissures de solidification sont faciles à former dans le cordon de soudure et des fissures de liquéfaction sont faciles à former dans la zone affectée thermiquement, qui sont des fissures thermiques de soudage. La méthode la plus efficace pour éviter les fissures à chaud est de réduire les éléments d'impuretés qui sont faciles à produire de l'eutectique à bas point de fusion dans l'acier et les matériaux de soudage et de faire en sorte que l'acier inoxydable austénitique Cr-Ni contienne 4% ~ 12% de structure de ferrite.

  • Corrosion intergranulaire.

Selon la théorie de l'appauvrissement en chrome, la précipitation de carbure de chrome sur la surface intergranulaire, entraînant un appauvrissement en chrome au joint de grain, est la principale raison de la corrosion intergranulaire. Par conséquent, le choix de nuances à très faible teneur en carbone ou de matériaux de soudage contenant des éléments stabilisés tels que le niobium et le titane sont les principales mesures pour éviter la corrosion intergranulaire.

  • Fissuration par corrosion.

La fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) est généralement présentée comme une rupture fragile, et le temps de traitement de la rupture est court et les dommages sont graves. La contrainte résiduelle de soudage est la principale cause de fissuration par corrosion sous contrainte dans l'acier inoxydable austénitique. Le changement de microstructure du joint soudé ou la concentration de contraintes des milieux corrosifs locaux en sont également les raisons.

  • phase de fragilisation des joints soudés

La phase σ est une sorte de composé intermétallique fragile qui se concentre principalement dans le joint de grain des grains colonnaires. Pour l'acier inoxydable austénitique Cr-Ni, en particulier pour l'acier inoxydable Ni-Cr-Mo, il est sujet à la transition de phase δ-σ et le changement sera plus évident lorsque la teneur en ferrite δ dans les joints de soudure de plus de 12%, ce qui rend fragilisation évidente dans le métal fondu, c'est pourquoi la quantité de ferrite delta de la couche de surfaçage de la paroi du réacteur d'hydrogénation à paroi chaude sera contrôlée dans 3% ~ 10%.

Quel matériau de soudage convient au soudage de l'acier inoxydable 304 ?

Le matériau de soudage de type 308 est recommandé lors du soudage de l'acier inoxydable 304 car les éléments supplémentaires en acier inoxydable 308 peuvent mieux stabiliser la zone de soudure. Fils 308L sont également une option acceptable.

La teneur en carbone de l'acier inoxydable à faible teneur en carbone est inférieure à 0.03 %, tandis que l'acier inoxydable standard peut contenir jusqu'à 0.08 % de teneur en carbone. Les fabricants doivent accorder une attention particulière à l'utilisation de matériaux de soudage au carbone L car leur faible teneur en carbone réduit la tendance à la corrosion intergranulaire. Les fabricants de soudage GMAW utilisent également des soudures 3XXSi telles que 308LSi or 316LSi car Si améliore le mouillage des soudures. Dans les cas où la soudure a une bosse élevée ou lorsque la connexion de la piscine est mauvaise au pied de la soudure d'angle ou à recouvrement, l'utilisation d'un fil blindé à l'air contenant du Si peut humidifier la soudure et augmenter le taux de dépôt. Les matériaux de soudage de type 347 avec une petite quantité de Nb peuvent être sélectionnés si la précipitation de carbure est considérée.

Comment souder l'acier inoxydable et l'acier au carbone?

Certaines pièces structurelles sont soudées à la surface de l'acier au carbone avec une couche résistante à la corrosion pour réduire les coûts. Lors du soudage d'acier au carbone à un métal de base allié, l'utilisation d'un matériau de soudage à teneur plus élevée en alliage peut équilibrer le taux de dilution dans la soudure. Par exemple, lors du soudage de l'acier au carbone et de l'acier inoxydable 304 ou 316, ainsi que d'autres aciers inoxydables différents, le fil ou l'électrode 309L est un choix approprié.

Si vous souhaitez obtenir un contenu Cr plus élevé, utilisez 312 soudage Matériel. Il est à noter que le taux de dilatation thermique de l'acier inoxydable austénitique est 50 % plus élevé que celui de l'acier au carbone. Lors du soudage, la différence de taux de dilatation thermique produira une contrainte interne, ce qui conduira à la fissure. Dans ce cas, il est nécessaire de sélectionner le matériau de soudage approprié ou de spécifier le procédé de soudage approprié (Fig. 1). Il montre lors du soudage de l'acier au carbone et de l'acier inoxydable, la déformation de gauchissement causée par différents taux de dilatation thermique nécessite plus de compensation.

Quelle est la bonne préparation de pré-soudage ?

Avant le soudage, utilisez un solvant sans chlore pour éliminer la graisse, les marques et la poussière afin d'éviter la résistance à la corrosion du matériau de base en acier inoxydable de l'acier au carbone. Certaines entreprises utilisent un stockage séparé de l'acier inoxydable et de l'acier au carbone pour éviter la contamination croisée. Lorsque des meules spéciales et des brosses en acier inoxydable sont utilisées pour nettoyer la zone autour des chanfreins, il est parfois nécessaire d'effectuer un nettoyage secondaire des joints. Étant donné que l'opération de compensation d'électrode du soudage de l'acier inoxydable est plus difficile que celle de l'acier au carbone, le nettoyage des joints est important.

Quel est le bon traitement post-soudage ?

Tout d'abord, rappelons que la raison pour laquelle l'acier inoxydable ne rouille pas est que Cr et O réagissent à la surface du matériau pour générer une couche de la couche d'oxyde dense, et jouent un rôle protecteur. La rouille de l'acier inoxydable est causée par la précipitation du carbure et l'échauffement pendant le processus de soudage, ce qui entraîne la formation d'oxyde de fer sur la surface de soudage. Les soudures perfectionnées à l'état de soudage peuvent également produire une contre-dépouille dans la zone rouillée à la limite de la zone de soudage affectée par la chaleur dans les 24 heures. Par conséquent, afin de régénérer le nouvel oxyde de chrome, l'acier inoxydable doit être poli, décapé, poncé ou lavé après le soudage.

Comment contrôler les précipitations de carbure dans l'acier inoxydable austénitique ?

Lorsque la teneur en carbone dépasse 0.02 % à 800-1600℉, le C diffuse jusqu'aux joints de grains austénitiques et réagit avec le Cr aux joints de grains pour former des carbures de chrome. Si une grande quantité de Cr est durcie par l'élément C, la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable diminuera et une corrosion intergranulaire se produira lorsqu'il sera exposé à un environnement corrosif. Les résultats expérimentaux montrent que la corrosion intergranulaire se produit dans la zone de soudure affectée par la chaleur dans le réservoir d'eau avec des fluides corrosifs. L'utilisation de matériaux de soudage à faible teneur en carbone ou en alliage spécial peut réduire la tendance à la précipitation du carbure et améliorer la résistance à la corrosion. Nb et Ti peuvent également être ajoutés pour solidifier C. Par rapport au Cr, les éléments Nb et Ti ont une plus grande affinité avec C. Le niveau 347 le matériel de soudage est conçu à cet effet.

Pourquoi les fils en acier inoxydable sont-ils magnétiques ?

Les aciers inoxydables à structure austénitique complète sont amagnétiques. Cependant, la température de soudage plus élevée fait grossir les grains de la microstructure et la susceptibilité à la fissuration augmente après le soudage. Pour réduire la sensibilité aux fissures thermiques, le fabricant de consommables de soudage ajoute des éléments de formation de ferrite au matériau de soudage (Fig. 2). La phase ferrite réduit la taille des grains d'austénite et augmente la résistance aux fissures. L'image suivante montre la phase ferrite (partie grise) répartie sur la matrice d'austénite dans le matériau de soudure 309L.

L'aimant n'adhère pas fermement au métal soudé austénitique, mais une légère succion peut être ressentie lorsqu'il est projeté. Cela amène également certains utilisateurs à croire que le produit est mal étiqueté ou que le mauvais matériau de soudure est utilisé (en particulier lorsque l'étiquette est retirée de l'emballage). La quantité de ferrite dans le matériau de soudage dépend de la température de service de l'application. Un excès de ferrite, par exemple, réduit la ténacité à basse température. En conséquence, la quantité de ferrite pour les matériaux de soudage de grade 308 utilisés dans les pipelines de GNL est comprise entre 3 et 6, tandis que le nombre de ferrite pour les matériaux de soudage standard de type 308 est de 8. En bref, les matériaux de soudage peuvent sembler similaires, mais même de petites différences dans la composition peut parfois faire une grande différence.

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