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  • Souder l’acier inoxydable duplex à la manière d’ESAB

    Cet article technique est rédigé par la société ESAB
    ESAB propose des consommables de soudage duplex - notamment en acier inoxydable super duplex et lean duplex -dans le cadre de sa gamme complète de fils à souder, de flux et d’électrodes.

    En choisissant ESAB pour partenaire, les clients savent qu’ils bénéficient du soutien technique d’un des plus grands fournisseurs de consommables de soudage au monde.
    ESAB dispose d’une expertise et d’une expérience qu’il partage avec vous.Le risque de rencontrer de coûteux problèmes de qualité est minimisé.
    ESAB peut fournir ses clients dans le monde entier, grâce à son vaste maillage de fabrication, tout en assurant une qualité supérieure constante grâce à des spécifications centralisées concernant les :

    • Matières premières
    • Méthodes d’essais
    • Systèmes de management de la qualité
    • ISO 14001 / OHSAS 18001

    ESAB fournit une gamme complète d’équipement de soudage et de coupage, de métaux d’apport et d’accessoires pour n’importe quel segment industriel dans lequel l’acier inoxydable est utilisé.

    Nous disposons d’un réseau mondial d’agences commerciales et de distributeurs pour vous apporter assistance et soutien où que vous soyez.
    Tout est là pour vous aider à stimuler la productivité de vos opérations de soudage, chez un seul et même fournisseur.

    En partenariat étroit avec les équipes de base sur le terrain,nous exploitons notre expertise et nos moyens d’innovation pour proposer une gamme complète deproduits et accessoires de coupage et de soudage adaptés aux exigences locales du marché

    Nos solutions mondiales tiennent compte des questions de santé et de sécurité de chaque secteur et démontrent une connaissance parfaite des défis liés à l’environnement dans le monde.

    Une gamme complète de consommables pour toutes les nuances duplex et tous les procédés de soudage

    Les aciers inoxydables (austénitiques ou ferritiques) duplex sont une grande famille qui va des nuances les plus faiblement alliées aux nuances fortement alliées super duplex et hyper duplex pour les applications les plus exigeantes, en passant par les nuances les plus largement utilisées à 22 % de Cr.
    Ils présentent tous une combinaison intéressante de résistance élevée et de bonne tenue à la corrosion, grâce à leur microstructure en deux phases composée d’environ 50 % de ferrite et 50 % d’austénite.
    Les aciers inoxydables duplex bénéficient habituellement d’une limite élastique deux fois supérieure à celle des aciers inoxydables austénitiques,avec une tenue à la corrosion correspondante.

    Nuances lean duplex
    Ces dernières années, un certain nombre d’aciers inoxydables appelés « lean duplex » sont devenus des alternatives rentables aux nuances austénitiques standards telles que le 304L (1.4307) et le 316L (1.4401).
    Les aciers lean duplex sont utilisés avec succès dans de nombreuses applications comme les usines de dessalement, les canalisations, les réservoirs de stockage, les cuves sous pression, les vannes de décharge et les passerelles.
    Il n’existe pas de définition stricte des aciers inoxydables lean duplex, mais l’expression désigne couramment les nuances presque sans Mo avec une faible teneur en Ni.
    Une partie du nickel des aciers inoxydables lean duplex est souvent remplacée par un mélange de Mn et de N afin de maintenir

    Composition chimique type et indice de résistance à la corrosion par piqûre (PREN) de l’acier inoxydable austénitique courant, lean duplex et duplex à 22/25 % de Cr.


    tableau_1_esab_duplex.jpg

    un coût minimal d’alliage tout en conservant la résistance, la tenue à la corrosion et un équilibre approprié des phases.
    Il existe également des nuances avec des teneurs intermédiaires de Mo ou des ajouts importants de Cu, souvent décrites comme des nuances « lean » (voir tableau).
    Ainsi que le tableau le montre, les nuances lean duplex ont généralement une résistance à la corrosion par piqûres supérieure ou égale à celle des nuances austénitiques standards.

    Consommables recommandés par ESAB

    Les consommables lean duplex, duplex et super duplex sont conçus pour garantir des propriétés mécaniques et une tenue à la corrosion minimum assorties. Ils contiennent donc plus d’éléments facilitant la formation d’austénite que la nuance d’acier correspondante, afin d’éviter une teneur excessivement élevée en ferrite dans le métal d’apport.
    Presque toutes les nuances lean duplex peuvent être soudées avec des consommables de type 2209, ce qui assure d’excellentes propriétés mécaniques et une très bonne tenue à la corrosion.
    Cependant,les consommables lean duplex sont plus économiques et sont conçus au niveau métallurgique pour donner à la soudure des propriétés similaires à celles du métal de base.
    Il existe également quelques applications dans lesquelles le Mo a un effet négatif sur la résistance à la corrosion, ce qui rend les consommables de type 2209 moins adaptés dans ce cas.
    La nuance lean alliée au Mo S32003 est soudée de préférence avec les consommables de type 2209 pour assurer une tenue à la résistance assortie.

    tableau_2_esab_duplex.jpg

    tableau_produits_mma_esab_duplex.jpg

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    Souder l’acier inoxydable duplexà la manière d’ESAB

    Avant le soudage :
    • Il convient d’utiliser un écartement des bords et un angle de joint soudé légèrement supérieurs à ceux utilisés pour l’acier inoxydable standard pour obtenir une bonne pénétration.
    • Vous pouvez utiliser des lattes céramique pour faciliter le soudage de la passe de racine.
    • Le joint soudé et le métal de base adjacent doivent être soigneusement nettoyés.
    • Seules des brosses inoxydables doivent être employées pour le nettoyage.
    • Le préchauffage n’est normalement pas recommandé.
    • Il faut toujours utiliser des électrodes sèches. ESAB peut fournir les électrodes duplex en VacPac™ ESAB,un système efficace pour manipuler les électrodes de soudage. Deux tailles d’emballage s’adaptent à la consommation d’un poste de travail normal. Le VacPac™ supprime les procédures coûteuses de réétuvage.

    Pendant le soudage
    • L’apport de chaleur doit être approprié à l’épaisseur de la tôle et au procédé de soudage. Il faut éviter une chaleur trop élevée ou trop basse.
    • Les aciers super duplex sont particulièrement sensibles aux chaleurs élevées et aux fortes températures interpasses. L’apport de chaleur ne doit pas dépasser 1 kJ/mm lors du soudage de tôles fines.
    • Éviter d’amorcer l’arc hors du joint soudé. Les amorçages d’arc peuvent constituer le point de départ d’une corrosion par piqûres et de fissures.
    • Maintenir une longueur d’arc et une distance fil pièce(stick-out) appropriés et éviter la nitruration.
    • Une bonne protection gazeuse de la racine est importante. Les gaz de renfort appropriés sont l’Ar extrêmement pur et les mélanges contenant N2 et H2.
    • Il faut éviter l’oscillation excessive qui peut entraînerun apport de chaleur trop élevé.

    Après le soudage
    • Un nettoyage soigneux après le soudage est essentiel si l’on veut une bonne tenue à la corrosion. Le laitier et les oxydes se trouvant sur et autour de la soudure doivent être éliminés.
    • Le brossage doit être manuel et n’utiliser que des brosses inoxydables.
    • Les brosses rotatives peuvent provoquer des microfissures dans le métal déposé.
    • Normalement, il n’est pas nécessaire d’appliquer un traitement thermique après le soudage. Les aciers duplex et les métaux d’apport peuvent cependant subir un recuit de mise en solution (voir les recommandations du producteur d’acier)
    • Il faut éviter le recuit de relaxation, parce qu’il fragilise l’acier et le métal d’apport.
    • Les tôles déformées peuvent être redressées à la flamme, à condition de suivre la procédure recommandée par le fournisseur de l’acier.

    Recommandations d’apport de chaleur et de température interpasse
    • Apport de chaleur : 0,5-1,5 kJ/mm et Timax=150 °C pour les nuances lean duplex,comme l’UNS S32101. Des apports de chaleur jusqu’à 2,5 kJ/mm sont possibles dans la plupart des cas, mais il est conseillé de vérifier avec le fournisseur de l’acier.
    • Apport de chaleur : 0,5-2,5 kJ/mm etTimax=200 °C pour les nuances duplex, par exemple EN 1.4462 et UNS S31803.
    • Apport de chaleur : 0,2-1,5 kJ/mm etTimax=150 °C pour les nuances superduplex, comme l’UNS S32750.

    Gaz de protection et de renfort
    • TIG : Ar ou mélanges Ar-He
    • MIG : mélanges Ar-O2 (1-3 %), Ar-CO2 (1-3 %)ou Ar-He-O2 (1-3 %)
    • FCAW : mélanges Ar-CO2 (25 %) ou CO2 pur

    Soudage d’un seul côté pour fabrication de panneaux
    ESAB a développé une alternative à haut rendement au soudage bilatéral standard des panneaux dans les chimiquiers, à l’aide des procédures de soudage SAW d’un seul côté, avec un flux de renfort spécial et avec l’appui d’une latte en cuivre.

    Avec cette technique, il n’est pas nécessaire de sortir les panneaux du poste de soudage, de les retourner et de les replacer avant de terminer la soudure. A l’inverse, le joint soudé peut être achevé d’un seul côté. Inutile de dire qu’ils’agit d’une alternative rentable et facile à mettre en œuvre avec un faible coût d’investissement.

    Prévision de la teneur en ferrite
    L’équilibre des phases du métal d’apport et la zone affectée thermiquement (ZAT) sont essentiels lorsqu’il s’agit d’obtenir des soudures d’acier inoxydable duplex ayant de bonnes propriétés.
    Un taux excessif de ferrite provoque la fragilité, alors qu’un manque de ferrite provoque une perte de résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte.La teneur en ferrite du métal d’apport doit normalement se situer dans la plage FN 30-100 (environ 22 à 70 %).
    Le graphique WCR-92 est un outil utile pour calculer la teneur en ferrite des métaux d’apport. L’emplacement de quelques consommables ESAB et l’utilisation du graphique sont illustrés ci-après.

    Graphique de constitution WRC 1992
    Le chrome équivalent et le nickel équivalent de l’acier et du métal déposé sont calculés à partir de leur composition chimique, placés dans le graphique et joints par une droite.Cette droite représente toutes les compositions possiblesdu métal d’apport à différents degrés de dilution.
    Dans l’exemple présent, une dilution à 30 % a été employée et la teneur en ferrite prévue de la soudure est environ FN 45.

    Emplacement du :
    1 Métal de base, SAF 2205 (EN 1.4462), refondu.
    2 Métal d’apport duplex MMA, déposé avec OK 67.50.
    3 Métal d’apport duplex MIG, déposé avec OK Autrod 2209.
    4 Métal d’apport super duplex MMA, déposé avec OK 68.53.
    X Emplacement de la soudure en SAF 2205 (EN 1.4462)soudée avec une électrode MMA en OK 67.50, en supposant une dilution à 30 %
    diagramme_wrc_1992_esab.jpg


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    95891 Cergy Pontoise Cedex France
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