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Soudage des aciers inoxydables

SAF-FRO propose des solutions complètes pour les applications de soudage et de coupage des aciers inoxydables

Les aciers inoxydables sont utilisés dans la quasi-totalité des secteurs industriels : équipements pour la production de produits alimentaires et pharmaceutiques, installations de traitement des eaux, usines chimiques et installations pétrochimiques, composants des moteurs du secteur automobile et de l'aviation, réservoirs de carburants/combustibles et de produits chimiques, BTP, transports, etc.

En raison de leurs propriétés exceptionnelles, les aciers inoxydables sont très répandus dans les activités du quotidien et les applications industrielles.
Le terme « acier inoxydable » renvoie aux aciers utilisant des alliages de fer et de chrome à hauteur d'au moins 10,5 % permettant d'obtenir un aspect clair et brillant, et de rendre l'acier hautement résistant à la rouille et au ternissement. C'est grâce à cette résistance exceptionnelle à la corrosion que l'acier inoxydable se démarque des autres types d'acier.

Au-delà de sa haute résistance à la corrosion,  l'acier inoxydable présente des caractéristiques très intéressantes : résistance à la chaleur, esthétique agréable, haute résistance, rigidité supérieure conservée  aussi bien à hautes qu'à très basses températures. Par conséquent, les aciers inoxydables sont parfaitement indiqués pour les applications cryogéniques. L'ajout de composants d'alliage (Ni, Mo, W, N, Cu, C, Ti, Nb, Zr, S, Si, Mn, etc.) permet de modifier les propriétés.

Catégories d'aciers inoxydables

Le groupe des aciers inoxydables se distingue souvent par les phases d'ordre métallurgique intervenant dans leurs structures microscopiques : aciers ferritiques, martensitiques, austénitiques et duplex.

Famille des aciers inoxydables Éléments d'alliage Caractéristiques
Austénitique

Fe
C ≤ 0,10 %
Cr = 16 % à 28 %
Ni = 3-5 % à 32 %
(Mo≤ 7 %)

Ces alliages constituent les nuances d'acier inoxydable les plus utilisées en raison de leur excellente aptitude à la formation,
leur résistance supérieure à la corrosion et leur aptitude au soudage. Tous ces aciers sont garantis antimagnétiques une fois recuits.
Ferritique

Fe
C ≤ 0,08 %
Cr = 10,5 % à 30 %
(Mo≤ 4-5 %)

Les aciers inoxydables ferritiques présentent une faible teneur en carbone, avec le chrome et le molybdène comptant pour les principaux éléments d'alliage.
Il s'agit d'aciers non durcissables par traitement thermique et conservant leurs propriétés magnétiques en continu. Ils affichent une excellente résistance à la corrosion, ainsi qu'
une résistance à l'oxydation relativement élevée. Les aciers ferritiques sont parfaitement adaptés aux opérations de soudage sur des sections à faible épaisseur, mais accusent une perte notable de leurs propriétés une fois utilisés pour le soudage de sections
à haute épaisseur
Duplex
(austénitiques et austénoferritiques)

Fe
C ≤ 0,03 %
Cr = 21 % à 26 %
Ni = 3-5 % à 8 %
(Mo≤ 4-5 %)
N ≤ 0,35 %

La microstructure des aciers inoxydables duplex utilise une combinaison d'austénite et de ferrite. Ils permettent d'optimiser les caractéristiques
des deux phases avec une meilleure résistance et une ductilité supérieure. L'ajout d'azote permet d'optimiser la solidité des matériaux et d'améliorer la résistance aux piqûres, à la formation de crevasses
et à la corrosion. Il s'agit d'aciers non durcissables par traitement thermique
Martensitique

Fe
C ≤1,2 %
Cr = 11,5 % à 17 %            
(Ni ≤ 6 %)
(Mo≤ 1,8 %)
(V ≤ 0,2 %)

Ces alliages sont compatibles avec les procédures de traitement thermique et permettent d'obtenir des niveaux de dureté relativement étendus. La structure martensitique obtenue est d'ordre magnétique

Traitement des aciers inoxydables

Le coupage thermique des aciers inoxydables ne peut être réalisé qu'à l'aide du procédé de coupage au plasma (PRESTOJET/ PLASMAJET pour les applications manuelles et NERTAJET HPi pour le coupage automatique sur tables (OPTITOME, etc.). Les procédés de coupage à l'oxygaz sont à proscrire.

L'assemblage par soudage des aciers inoxydables peut s'effectuer avec la quasi-totalité des procédés de soudage à l'arc (description des équipements requis fournie plus haut dans la section dédiée aux aciers non alliés).
Il convient de tenir compte des éléments suivants :

  • L'utilisation de Cr > à hauteur de 12 % est impérative afin de garantir une bonne résistance à la corrosion et ainsi de générer une couche d'oxyde de chrome.
  • Si la teneur en Cr > est égale à 22 %, un phénomène de ségrégation en phases interviendra à des températures comprises entre 550 et 900 °C.
  • Faible conductivité thermique, et coefficient de dilatation thermique élevé.
  • Particulièrement sensible à la surchauffe et à la déformation.
  • Le redressage favorise les risques de corrosion dus aux contraintes. Afin de réduire les risques de déformation, il est nécessaire de procéder à des procédures de pointage par soudage selon une fréquence supérieure par rapport aux aciers doux.
  • Durant les opérations de soudage, la propreté joue un rôle essentiel.
  • Le côté racine de la soudure doit être protégé, soit au moyen d'un gaz de protection (purge arrière), soit au moyen de lattes céramiques.
  • Amorçage et arrêt des arcs uniquement durant la phase de préparation des joints de soudure avec gaz de protection sous contrôle, au risque de transformer ces éléments comme points départs de corrosion.
  • Il est impératif de choisir correctement les gaz de protection (fil massif ou fil fourré pour les procédés de soudage MIG/MAG pour les procédés TIG).

Profitez des toutes nouvelles sources de courant pour soudage MIG/MAG

Le régime SPEED SHORT ARC (SSA) est une exclusivité brevetée SAF-FRO disponible sur les sources de courant DIGIPULS et DIGIWAVE , parfaitement indiquée pour les passes de fond.
Cette technique permet d'élargir la zone de l'arc court grâce à une régulation hautement dynamique du courant. Le régime SSA permet de développer l'énergie de soudage tout en évitant les risques associés au régime globulaire.

Le régime SOFT SILENCE PULSE (SSP) est un régime à impulsions exclusif breveté SAF-FRO disponible sur les sources de courant DIGIPULS et DIGIWAVE, qui permet d'obtenir une chaleur d'arc supérieure par rapport au régime pulsé traditionnel, avec un meilleur mouillage du bain de fusion. La technologie SSP permet également de réduire de moitié le bruit lié au soudage à l'arc.

La technologie COLD DOUBLE PULSE (CDP) permet de profiter d'un cycle spécifique (séquenceur), disponible sur les sources de courant DIGIPULS et DIGIWAVE, permettant d'éviter les risques de surchauffe, et parfaitement adapté aux plaques d'acier inoxydable de faire épaisseur (< 2 mm). Ce procédé offre une phase alternative en termes de vitesse d'avancement du fil (à chaud et à froid) en régime court-circuit ou à impulsions. Ce cycle utilise une réduction de l'apport de chaleur afin de limiter les risques de déformation. Le cordon de soudure présente une apparence impeccable, à l'instar des cordons de soudage TIG.

Catégories de matériaux d'apport pour aciers inoxydables

Il est essentiel de bien choisir le métal d'apport afin d'obtenir des soudures de bonne qualité.
SAF-FRO propose une gamme étendue de métaux d'apport (voir les consommables de soudage). Veuillez contacter notre service ingénierie qui vous aidera à sélectionner le métal d'apport le mieux adapté à votre application.

SAF-FRO propose une gamme étendue de consommables  pour :

  • Aciers inoxydables martensitiques et ferritiques
  • Aciers inoxydables austénitiques
  • Aciers inoxydables résistants à la chaleur
  • Aciers inoxydables duplex
  • Matériaux d'apport en acier inoxydable pour joints hétérogènes et couches-tampon austénitiques