Page 11 - Produits clés pour l’acier inoxydable

ASSEMBLAGE

Guide en matière de soudage

Les gaz de protection peuvent eux aussi influer sur l’apport de chaleur dans le procédé. Pour le transfert à
l’arc court avec faible courant, des mélanges de gaz à forte teneur en hélium sont parfois utilisés. On ajoute
de l’hélium pour accroître l’énergie de l’arc par hausse de la tension de fonctionnement. On s’assure ainsi
de disposer d’une énergie suffisante pour produire une fusion satisfaisante. En général, on ne se sert pas de
mélanges à forte teneur en hélium pour le transfert par pulvérisation, parce que, pour obtenir un tel transfert
par pulvérisation, il faut des tensions et des courants beaucoup plus élevés. Le fort apport de chaleur peut
donner lieu à des déformations plus marquées et possiblement à de la sensibilisation.
3. Utiliser le métal d’apport approprié
Le choix du métal d’apport qui convient est essentiel à la bonne performance à long terme d’une soudure
d’acier inoxydable. Ces métaux sont choisis en fonction de la composition chimique des matériaux à
assembler, du milieu corrosif auquel ils seront exposés ainsi que de la microstructure recherchée dans
le dépôt final.
Dans le cas des aciers inoxydables ferritiques, martensitiques et duplex, les consommables choisis ont
en général une composition presque identique à celle du matériau de base. Pour les alliages austénitiques,
le choix n’est pas aussi simple.
La microstructure du métal d’apport d’acier inoxydable austénitique varie en fonction des alliages utilisés.
Pour obtenir un métal d’apport solide et résistant, il faut maintenir l’équilibre entre le matériau austénitique
prédominant et le composant microstructural ferritique; le choix de l’alliage du métal d’apport est donc
important. Afin de réduire au minimum la formation de microfissures et de crevasses qui peuvent apparaître
lorsque les composants à bas point de fusion de l’acier inoxydable se séparent au niveau des joints du grain,
on recourt à la ferrite pour « absorber » ces impuretés. La proportion de ferrite est déterminée par la
composition du métal d’apport. En choisissant un consommable contenant plus de ferrite que de
stabilisants austénites, on parvient à un bon équilibre entre les deux microstructures.
Un « diagramme de sélection » spécial pour les matériaux d’apport austénitiques a été mis au point et
modifié par plusieurs chercheurs. S’inspirant du « diagramme de Schaeffler », puis remanié pour devenir
le « diagramme de DeLong » et le « WRC Ferrite Number Selection Guide », ces deux outils de référence
peuvent être utilisés pour choisir la matière d’apport appropriée, selon le type du matériau de base ASSEMBLAGE
à assembler et le taux de mélange (ou de dilution) prévu entre les métaux de base et d’apport.
On peut trouver des copies de ces diagrammes dans les documents publiés par l’American Welding Society
et auprès de certains fabricants de métaux d’apport.
Pour certaines utilisations, il peut aussi être utile de recourir à des matériaux d’apport contenant peu de
carbone et stabilisés, pour aider à prévenir la sensibilisation. Des fils à haute teneur en silicium sont indiqués
pour favoriser le transfert de métal et rendre le bain de fusion plus fluide, afin d’améliorer la forme d’un
cordon.
4. Remplir le cratère en fin de soudage

Une très bonne pratique de soudage consiste à s’attarder une fraction de seconde de plus sur le cratère
pour s’assurer qu’il est bien rempli. Les contraintes dues au retrait qui s’exercent à mesure que le métal
fondu se solidifie peuvent créer des tensions assez fortes pour provoquer la séparation du métal qui se
fige dans le cratère. Parfois, ces fissures ne sont pas visibles à l’œil nu.
Le fait de combler le cratère ajoute assez de métal pour lui permettre de résister à ces tensions; l’apport de
chaleur supplémentaire contribue également à ralentir le refroidissement de la soudure et à réduire par le fait
même les contraintes exercées.
5. Éviter la sensibilisation (surchauffe du matériau de base)
La sensibilisation est la formation de carbures de chrome dans la zone thermiquement affectée, c’est-à-dire
dans la zone immédiatement adjacente à la soudure. Cette zone est chauffée jusqu’à ce qu’elle atteigne
presque sa température de fusion, puis elle se refroidit rapidement. Dans la figure 1, les atomes de métal
occupent leurs places normales dans la matrice.
Ces atomes de métal sont ceux du fer, du chrome, du nickel, du molybdène et du manganèse. Les atomes
de carbone occupent, entre les atomes de métal, les petit vides appelés espaces interstitiels.

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