Soudage dissemblable : aciers non alliés et faiblement alliés
Dans cet article, nous abordons les combinaisons de soudage dissemblables les plus courantes. Utilisez la liste ci-dessous pour accéder au type d'assemblage qui vous intéresse. Les assemblages dissemblables les plus courants sont :
- Unalloyed to unalloyed (different strengths)
- Unalloyed to high strength (different strengths)
- High-strength steel with High-strength steels (different strength)
- Unalloyed with high-temperature strength
- Heat-resistant - Heat-resistant (different strengths)
- Unalloyed with Low temperature unalloyed steels
- Cold tough with colg tough (different low temperatures and strengths)
- Unalloyed with quenched and tempered steels
- Quenched and tempered - Quenched and tempered (different strengths)
- Hard manganese steel to unalloyed (special case)
Soudage dissemblable : aciers non alliés avec aciers non alliés (de résistance différente)
Il est impératif de s'assurer que la résistance du métal d'apport corresponde uniquement à celle du matériau le plus faible ; par exemple, dans le cas d'une combinaison d'acier S235 avec S355 ou S460, une limite d'élasticité de 235 MPa est suffisante.
En pratique, cependant, il n'existe pratiquement aucun métal d'apport dont la limite d'élasticité est inférieure à 355 MPa. La situation est différente pour les valeurs de résilience des barres entaillées. Dans ce cas, les exigences de conception doivent être utilisées comme second critère de sélection.
Soudage dissemblable : aciers non alliés à haute résistance (souvent des pièces rapportées)
Il convient de considérer une configuration en tenant compte des variations de résistance. Par exemple, lors de l'assemblage de S235 et S460, le métal d'apport doit être adapté à celui de S235. Cependant, comme mentionné précédemment, en pratique, cela aboutira à un métal d'apport dont la limite d'élasticité est de 355 MPa. Dans ce cas, la température de choc est finalement le facteur déterminant pour le choix du métal d'apport..
Soudage dissemblable : acier à haute résistance avec aciers à haute résistance (résistance différente)
La même procédure doit être suivie pour le choix du métal d'apport lors du soudage de deux aciers à haute résistance. Cependant, en cas d'écart important entre les résistances, comme entre S460 et S890, il convient de choisir un métal d'apport de résistance intermédiaire. Ceci évite que le cordon de soudure ne devienne un point faible de la structure en raison d'une forte différence de résistance. Les paramètres de soudage doivent être adaptés à la zone la plus résistante.
Soudage dissemblable : Non allié avec une résistance à haute température
Un assemblage généralement soudé avec un métal d'apport similaire à celui du matériau le moins allié. Si un traitement thermique après soudage est nécessaire, la température de recuit doit être adaptée aux deux matériaux de base et au métal d'apport. On utilise généralement des métaux d'apport en alliage de molybdène (Mo) ou en alliage de chrome-molybdène (CrMo). Il est à noter que les métaux d'apport en alliage CrMo nécessitent presque toujours un traitement thermique pour atteindre leurs propriétés optimales.
Soudage dissemblable : Résistant à la chaleur - Résistant à la chaleur (différentes résistances)
Lors de l'assemblage de deux matériaux réfractaires différents, le choix du métal d'apport doit se faire en privilégiant le matériau le moins allié, par exemple 16Mo3 avec 13CrMo4-5.
Toutefois, un traitement thermique adapté à l'ensemble des matériaux doit être sélectionné. Les valeurs de référence pour le contrôle de la température et le traitement thermique du métal d'apport sont indiquées dans le tableau. Elles figurent également dans les normes correspondantes.
| Produit d'apport | Préchauffage et température entre passes (°C) | PWHT/TTH | |
| Temp. (°C) | min. temps (h) | ||
| Mo, MoL | < 250 | 570 - 620 | >0,5 |
| CrMo1, CrMo1L | 200 - 300 | 660 - 700 | >0,5 |
| CrMo2, CrMo2L | 200 - 350 | 690 - 750 | >0,5 |
| CrMo5 | 300 - 350 | 730 - 760 | > 1 |
| CrMo9 | 200 - 300 | 750 - 770 | > 2 |
Soudage dissemblable : Aciers non alliés avec aciers non alliés à basse température
Les aciers non alliés pour basses températures, outre leur résistance, présentent une capacité de déformation plastique suffisante à basse température.
Le nickel, en particulier, améliore la ténacité à froid. Les aciers pour basses températures contiennent jusqu'à 3,5 % de nickel. Les deux côtés d'un joint mixte peuvent être soudés aussi bien à des matériaux non alliés qu'à des matériaux contenant du nickel, avec des produits de soudage identiques ou similaires. Ces nuances offrent généralement des valeurs Av suffisantes jusqu'à -60 °C, et exceptionnellement jusqu'à -80 °C.
Soudage hétérogène : résistance au froid avec résistance au soudage à froid (différentes basses températures et résistances).
Au-delà de cette température, par exemple jusqu'à -120 °C et plus, la teneur en nickel doit être augmentée à 5 à 9 %. Ceci accroît le risque de fissuration à chaud. C'est pourquoi l'utilisation d'un métal d'apport de même type est déconseillée. Le soudage doit être effectué avec des métaux d'apport austénitiques suralliés ou à base de nickel.
Soudage dissemblable : aciers non alliés trempés et revenus
La question est la suivante : qu’est-ce que la trempe et le revenu ? La trempe et le revenu sont des traitements thermiques des métaux qui combinent une trempe (chauffage suivi d’un refroidissement rapide) et un revenu. En règle générale, la trempe vise à obtenir une structure dure composée de martensite et de bainite, ou d’un mélange des deux.
Il peut être nécessaire de préparer les deux faces du matériau pour le soudage en utilisant des préchauffages différents. Ce serait le cas, par exemple, pour un assemblage d’acier inoxydable S355 et 42CrMo4. La face en S355 doit être chauffée sans préchauffage ou à environ 80 °C, selon l’épaisseur du matériau, et la face en 42CrMo4 à au moins 300 °C en raison de sa forte teneur en carbone. La température entre passes doit être ajustée à celle de la face la plus critique. Les paramètres de soudage doivent être choisis de manière à minimiser le mélange. Il faut veiller à ce que la pièce refroidisse lentement (des mesures peuvent être nécessaires pour cela).
Dans certains cas particuliers, on peut également utiliser des consommables de soudage à base de nickel.
En général, les aciers traitables thermiquement ne sont soudables que dans une certaine mesure. Leur aptitude au soudage diminue encore avec l'augmentation de la teneur en carbone. C'est pourquoi ils nécessitent un traitement thermique spécifique pendant le soudage et un recuit ultérieur. Il existe très peu de consommables de soudage identiques. Le choix se fait en fonction des propriétés mécaniques recherchées, en tenant compte du traitement thermique nécessaire.
Soudage dissemblable : trempé et revenu (résistances différentes)
La soudabilité des aciers trempés et revenus est généralement limitée. Elle se dégrade avec l'augmentation de la teneur en carbone.
Ils nécessitent donc un traitement thermique spécifique lors du soudage et un recuit ultérieur.
Les métaux d'apport en alliages similaires sont rarement disponibles. Le choix se fait en fonction des propriétés de résistance recherchées, en tenant compte du traitement thermique requis.
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Dans de nombreux cas, les conditions d'application permettent l'utilisation de métaux d'apport plus tendres.
L'utilisation de consommables de soudage à base de nickel est également possible. L'emploi de métaux d'apport austénitiques superalliés CrNi ne doit être envisagé que si aucun traitement thermique ultérieur n'est requis.
Un cas très particulier est celui de l'acier au manganèse dur associé à l'acier non allié.
Pour ces joints mixtes, tels que (par exemple X120Mn12 avec S235JRG1), l'utilisation de consommables de soudage austénitiques Cr-Ni avec une teneur en Mn accrue est recommandée.
Dans de nombreux cas, les conditions pratiques d'application permettent l'utilisation de métaux d'apport plus tendres. L'emploi de métaux d'apport à base de nickel est également possible. L'utilisation de métaux d'apport superalliés austénitiques CrNi ne doit être envisagée que si aucun traitement thermique ultérieur n'est prévu.
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Vous souhaitez en savoir plus sur le soudage d'assemblages mixtes ? Consultez les articles de blog ci-dessous consacrés aux différents métaux.
