Le soudage de l'acier inoxydable comporte son lot de difficultés. Le principal problème est la présence de films d'oxyde stables sur la surface, qui peuvent affecter la mouillabilité et l'étalement du métal d'apport. Ces oxydes, en particulier ceux de chrome (Cr2O3) et de titane (TiO2), sont difficiles à éliminer et peuvent interférer avec le processus de brasage.
Quels sont les défis du soudage de l'acier inoxydable ? 5 facteurs clés à prendre en compte
1. Élimination de la pellicule d'oxyde
Les couches d'oxyde sur les surfaces en acier inoxydable sont denses et empêchent le métal d'apport de mouiller efficacement le matériau de base. Il faut donc éliminer ces oxydes avant ou pendant le processus de brasage. Dans le brasage atmosphérique, un flux est généralement utilisé pour réduire chimiquement les oxydes. Toutefois, dans le vide, la faible pression partielle d'oxygène permet au film d'oxyde de se décomposer naturellement, ce qui permet d'obtenir un meilleur joint.
2. Techniques de brasage et atmosphère
Le choix de la technique de brasage et de l'atmosphère a un impact significatif sur la réussite du processus. Par exemple, le brasage au four sous atmosphère réductrice, comme l'hydrogène, est devenu populaire parce qu'il empêche l'oxydation et améliore la qualité du joint. Les exigences relatives à l'atmosphère d'hydrogène dépendent de la température de brasage et de la composition du matériau de base. Des températures plus basses et une teneur plus élevée en stabilisants nécessitent un point de rosée de l'hydrogène gazeux plus bas.
3. Nettoyage et préparation au brasage
Un nettoyage rigoureux est nécessaire avant le brasage de l'acier inoxydable afin d'éliminer toute trace de graisse, d'huile ou d'autres contaminants susceptibles d'interférer avec le processus de brasage. Cette étape est cruciale car toute contamination résiduelle peut entraîner un mauvais mouillage et des joints fragiles. Le processus de nettoyage doit être complet et suivi immédiatement d'un brasage afin d'éviter toute recontamination.
4. Contrôle de la température
Le contrôle de la température pendant le brasage est essentiel. La température de brasage doit être optimisée pour que le métal d'apport s'écoule correctement sans surchauffer le matériau de base. La surchauffe peut entraîner la formation de films d'oxyde dur et d'autres changements métallurgiques indésirables. Le four utilisé pour le brasage doit avoir un contrôle précis de la température, avec un écart de ±6°C, et être capable de refroidir rapidement pour éviter la sensibilisation et d'autres problèmes liés à la chaleur.
5. Considérations spécifiques aux matériaux
Les différentes qualités d'acier inoxydable ont des compositions et des propriétés variables qui affectent leur soudabilité. Par exemple, certains aciers inoxydables contiennent des éléments comme le carbone, le silicium, le manganèse, le phosphore, le soufre, le nickel, le chrome et le titane, qui peuvent influencer le processus de brasage. Une attention particulière doit être portée aux matériaux tels que les aciers inoxydables 321 et 347, qui nécessitent un nettoyage préalable minutieux afin d'éviter la formation de films d'oxyde dur et d'assurer un mouillage adéquat pendant le soudage.
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