Comment éviter la déformation et la corrosion intergranulaire lors du soudage de l'acier inoxydable

1 Sélection de consommables de soudage en acier inoxydable

Les électrodes de soudage en acier inoxydable se répartissent en deux catégories principales selon la norme GB/T983-2012 : les électrodes en acier inoxydable au chrome et les électrodes en acier inoxydable au chrome-nickel.

1. Électrodes en acier inoxydable au chrome

   Correspond à l'acier inoxydable chromé ordinaire pour les équipements électriques, pétroliers et chimiques. Ce matériau présente une mauvaise soudabilité ; Un contrôle strict de la chaleur de soudage et un traitement post-thermique sont nécessaires pour éviter les fissures.

2. Électrodes en acier inoxydable chrome-nickel

   Le choix courant pour la fabrication de machines médicales, alimentaires et de précision, offrant une résistance supérieure à la corrosion et à l’oxydation. Règle de fonctionnement clé : réduire le courant de soudage d'environ 20 % par rapport à l'acier au carbone, raccourcir la longueur de l'arc et adopter des cordons de soudure étroits avec un refroidissement intercouche rapide pour bloquer la corrosion intergranulaire.

2 normes opérationnelles de base pour le soudage TIG de l’acier inoxydable

Le soudage TIG s'adapte aux plaques d'acier inoxydable de moins de 6 mm, offrant des soudures lisses et une déformation minimale. Adoptez une alimentation caractéristique externe verticale avec une polarité droite CC (pièce positive, électrode en tungstène négative).

1. Exigence de gaz de protection

   Argon pur avec une pureté de 99,99 %. Débit de gaz : 8 à 10 L/min pour un courant de 50 à 150 A ; 12 à 15 L/min pour un courant de 150 à 250 A.

2. Rallonge d'électrode en tungstène

   4 à 5 mm pour le soudage à plat ; 2 à 3 mm pour les soudures d'angle avec un mauvais blindage ; 5 à 6 mm pour les rainures profondes. La distance entre la buse et la pièce ne doit pas dépasser 15 mm.

3. Contrôle de la longueur de l'arc

   1 à 3 mm pour l'acier inoxydable, plus court que le soudage de l'acier au carbone. Un arc trop long endommage la protection contre l'argon et provoque des pores d'oxydation.

4. Nettoyage avant soudure

   Élimine complètement les couches d'huile, de rouille et d'oxyde sur les joints de soudure pour éviter les pores internes.

5. Blindage arrière pour le passage racine

   Ajoutez une protection à l'argon à l'arrière des joints bout à bout pour prévenir l'oxydation des racines et la corrosion intergranulaire.

6. Angle de torche et de fil

   Maintenir 80 à 85° entre l'électrode en tungstène et la pièce à usiner ; Maintenez l'angle du fil d'apport en dessous de 10° pour stabiliser le bain fondu.

7. Isolation du vent

   Installez des pare-vent pour les travaux extérieurs. Les ateliers intérieurs ont besoin d’une ventilation pour éviter les perturbations causées par les gaz.

3 Spécifications standard pour le soudage MIG de l’acier inoxydable

Adoptez une alimentation à caractéristique plate avec polarité inversée CC (fil positif).

1. Options de gaz de protection

   Argon pur à 99,99 % ou mélange Ar+2 % d'oxygène, débit contrôlé à 20-25 L/min.

2. Réglage de la longueur de l'arc

   Fonctionnez en mode de transfert par pulvérisation, ajustez la tension pour maintenir la longueur de l'arc entre 4 et 6 mm.

3. Protection contre le vent

   Même un vent léger supérieur à 0,5 m/s crée des pores de soudure ; les déflecteurs sont obligatoires pour les zones d'atelier ouvertes.

4 règles de fonctionnement pour le soudage au fil fourré en acier inoxydable

Des machines à souder CO2 ordinaires peuvent être utilisées, ajustez légèrement la pression du dévidoir.

1. Mode d'alimentation : polarité inversée DC caractéristique plate.

2. Gaz de protection : CO2, débit 20-25 L/min.

3. Distance entre la buse du chalumeau et la pièce à usiner : 15 à 25 mm.

4. Longueur d'extension du fil : 15 mm lorsque le courant est inférieur à 250 A ; 20 à 25 mm lorsque le courant est supérieur à 250 A.

5 Prévention des sources : éliminer la déformation due au soudage de l'acier inoxydable

L’acier inoxydable se dilate bien plus que l’acier au carbone sous l’effet de la chaleur. Utiliser des méthodes combinées de conception et de processus pour contrôler la distorsion :

1. Principe de faible apport de chaleur

   Utilisez un petit courant, un cordon de soudure étroit, une vitesse de déplacement rapide, un soudage multicouche à passes fines pour réduire l'accumulation totale de chaleur. Évitez les soudures larges en un seul passage.

2. Serrage du luminaire

   Fixez les pièces avec des pinces rigides avant le soudage pour limiter le retrait par dilatation thermique libre.

3. Séquence de soudage symétrique

   Adoptez le soudage par sauts et le soudage segmenté pour équilibrer la contrainte de retrait unilatérale.

4. Déformation inverse prédéfinie

   Réservez le décalage inverse conformément à la loi de retrait du matériau pour contrecarrer la flexion après soudage.

5. Refroidissement rapide des couches intermédiaires

   Refroidissez rapidement chaque couche de soudure après la finition pour raccourcir le temps de séjour à haute température et réduire la déformation sous contrainte résiduelle.

6 mesures fondamentales pour prévenir la corrosion intergranulaire

La corrosion intergranulaire se produit lorsque l'acier inoxydable reste longtemps entre 450 et 850 °C, provoquant une précipitation de carbure de chrome aux joints de grains. Solutions de base :

1. Limiter strictement les apports de chaleur

   Évitez la surchauffe et le refroidissement lent ; terminer le soudage rapidement et refroidir la pièce rapidement après le soudage.

2. Consommables de soudage à faible teneur en carbone

   Sélectionnez un fil/électrode en acier inoxydable à très faible teneur en carbone pour réduire le risque de précipitation de carbure de chrome.

3. Remplissage en alliage stabilisé

   Utilisez des matériaux de soudage contenant du niobium et du titane pour combiner les éléments de carbone et protéger le chrome dans la matrice.

4. Traitement de solution après soudage

   Pour des exigences anticorrosion élevées, effectuez un recuit de solution à haute température pour dissoudre les carbures précipités et restaurer une répartition uniforme du chrome.

7Conclusion

La déformation et la corrosion intergranulaire sont les deux risques de défaillance les plus courants dans la fabrication de l'acier inoxydable. Une correspondance raisonnable des consommables de soudage, des paramètres de fonctionnement standardisés TIG/MIG/fil fourré, des techniques de soudage à faible apport thermique et un traitement thermique après soudage peuvent fondamentalement résoudre ces deux problèmes majeurs. Les procédés de soudage standardisés réduisent non seulement le taux de rebut des pièces, mais prolongent également la durée de vie anticorrosion des produits en acier inoxydable.

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