Méthodes de soudage courantes
Il existe de nombreuses façons de souder des tubes en acier inoxydable. Voici quelques procédures typiques de soudage tuyau en acier inoxydable:
1. Sélection des fournitures de soudage appropriées : les consommables TIG, MIG et de soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW) ne sont que quelques-unes des options disponibles pour le soudage. Étant donné que chaque type présente des avantages et des inconvénients, il est essentiel de choisir le type approprié. Par exemple, le soudage TIG, qui crée une surface plus propre que le soudage MIG ou FCAW, est fréquemment utilisé pour les applications à parois minces. Pour les applications à parois épaisses ou lorsqu'un taux de dépôt plus élevé est nécessaire, MIG et FCAW sont fréquemment utilisés.
2. Préparez le tuyau : coupez le tuyau à la longueur désirée et nettoyez la surface du tuyau pour éliminer tout débris, huile ou autres contaminants qui pourraient interférer avec le processus de soudage.
3. Choisissez une méthode de soudage : Certaines des méthodes les plus populaires pour souder des tuyaux en acier inoxydable comprennent le soudage à l'arc au tungstène au gaz (GTAW ou TIG), le soudage à l'arc au gaz et au métal (GMAW ou MIG) et le soudage à l'arc sous protection (SMAW ou soudage à la baguette) . L'épaisseur du tuyau, le niveau de qualité de soudure souhaité et l'équipement disponible peuvent tous avoir un impact sur le choix de la technique.
4. Installez l'équipement de soudage : Assemblez l'équipement de soudage, l'alimentation en gaz, le matériau de remplissage et tout autre équipement tel que spécifié par la méthode que vous avez choisie.
5. Devenez un tuyau : Maintenez la soudure à la bonne température, vitesse et angle en adhérant à la technique de soudage suggérée pour la méthode que vous avez choisie. Par exemple, les tuyaux en acier inoxydable sont largement utilisés dans le soudage TIG, qui consiste à utiliser une électrode de tungstène pour créer un arc entre l'électrode et le tuyau et à ajouter du métal d'apport si nécessaire.
6. Vérifiez la soudure : après le soudage, inspectez la soudure pour déceler les imperfections, y compris les fractures, la porosité ou la fusion partielle. Si des défauts sont détectés, réparez la soudure au besoin.
Quelques considérations pour le soudage
Lorsqu'il s'agit de souder des tubes et des tuyaux en acier inoxydable, il n'y a pas de sorcellerie. Le produit final répondra aux normes de qualité prescrites et conservera ses propriétés de résistance à la corrosion prévues si les métaux d'apport, les joints, la propreté et les techniques de soudage ont été utilisés correctement. Cependant, les améliorations apportées aux procédures et méthodes éprouvées permettent aux fabricants de tuyaux d'augmenter la production sans compromettre la résistance de l'acier inoxydable à la corrosion.
1. Choix des métaux d'apport
Pour les tubes en acier inoxydable, les métaux d'apport sont choisis pour répondre aux besoins de l'application et améliorer les performances de la soudure. Une concentration maximale de carbone réduite s'applique aux métaux d'apport avec une désignation « L », comme ER308L. La résistance à la corrosion des alliages d'acier inoxydable à faible teneur en carbone est maintenue, ce qui est important pour les applications de haute pureté, notamment les aliments, les boissons et les produits pharmaceutiques. Les métaux d'apport désignés par un « H », quant à eux, ont une teneur en carbone plus élevée et sont idéaux pour les applications nécessitant plus de résistance, notamment à haute température. D'autre part, les métaux d'apport avec une plus grande teneur en silicium peuvent augmenter la production en augmentant l'assemblage bout à bout, la fluidité du bain de soudure et les vitesses de déplacement.
2. Problèmes et remèdes à la sensibilisation
Le principal facteur réduisant la résistance à la corrosion est la sensibilisation. Le revêtement « inoxydable » de acier inoxydable est composé d'oxyde de chrome. Du carbure de chrome se formera, ce qui liera le chrome et empêchera la formation d'oxyde de chrome si la teneur en carbone de la soudure et de la zone affectée par la chaleur à proximité est élevée. En conséquence, l'acier commence à se corroder, ce qui est nécessaire pour obtenir la résistance à la corrosion souhaitée.
Il y a trois façons de traiter la question de la sensibilisation. La première consiste à utiliser des métaux d'apport et une matrice à faible teneur en carbone pour minimiser ou éliminer complètement le carbone. Étant donné que le carbone joue un rôle d'alliage important dans des applications particulières, cette approche n'est pas toujours viable.
La deuxième technique consiste à réduire le temps que la soudure et la zone affectée par la chaleur passent à des températures pouvant provoquer une sensibilisation, à réduire le nombre de soudures et à souder avec le moins d'apport de chaleur possible pour obtenir un refroidissement rapide.
L'utilisation de métaux d'apport avec des compositions d'alliage particulières pour stopper le développement des carbures de chrome est une troisième technique.
3. Pour que la résistance à la corrosion demeure, des gaz protecteurs sont nécessaires
L'argon est généralement utilisé comme gaz de soufflage lors du soudage de tuyaux en acier inoxydable, bien que cela puisse entraîner le développement de certains nitrures à la racine de la soudure, ce qui réduit la résistance à la corrosion. Pour le soudage à l'arc sous gaz tungstène argon (TIG) des tuyaux en acier inoxydable, les experts conseillent d'utiliser de l'argon pur.
Les fils fourrés pour le soudage de l'acier inoxydable sont créés par les fabricants pour fonctionner dans un mélange typique de gaz 75/25 % Argon/dioxyde de carbone. La soudure est protégée de la contamination par le carbone dans le gaz de protection grâce à la composition du flux. De plus, l'action fondante de la couverture de laitier élimine le carbone supplémentaire et l'empêche de s'infiltrer dans le cordon de soudure. Aucun refoulement n'est nécessaire pour le soudage réussi de l'acier inoxydable 304 lors de l'utilisation de la technique de dépôt de métal réglementé (RMDTM). L'acier inoxydable duplex, cependant, doit être purgé avec un gaz inerte, tel que l'argon.
4. Le contrôle de l'apport de chaleur et de la vitesse dicte le processus
Le contrôle de l'apport de chaleur, du refroidissement, de la résistance à la corrosion et de la distorsion sont tous des aspects importants du processus de soudage. Le soudage TIG reste la meilleure option pour les tubes de haute pureté avec des diamètres de 6 pouces ou moins et des épaisseurs de paroi de classe 10, car il est généralement utilisé pour souder des tubes en acier inoxydable. Le soudage TIG bout à bout carré autogène est le procédé recommandé pour les aciers inoxydables alimentaires de haute pureté. En utilisant cette technique pour fusionner le tube sans utiliser de métal d'apport, la chaleur est réduite et toute altération chimique potentielle est également supprimée. Tout tuyau de moins de 1/8″ d'épaisseur subit normalement cette procédure. Le biseautage du tuyau et l'ajout de métal d'apport deviennent nécessaires lorsque l'épaisseur du tuyau atteint 10 à 40 pouces. Le soudage TIG reste la meilleure option pour certains diamètres plus petits et des parois plus épaisses (comme le Schedule 80 avec un diamètre de 2 pouces).
