Comment doit-on souder l'acier martensitique ?

1. Méthode de soudage

L'acier martensitique peut être soudé en utilisant toutes les méthodes de soudage par fusion, à l'exception du soudage au gaz, telles que le soudage à l'arc avec électrode enrobée, le soudage sous flux, le soudage TIG (tungstène - gaz inerte) et le soudage MIG (métal - gaz inerte). En raison de la forte sensibilité à la fissuration à froid de cet acier, la pièce à souder doit être soigneusement nettoyée et les électrodes doivent être séchées avant le soudage pour maintenir des conditions à basse teneur en hydrogène ou même ultra - basse teneur en hydrogène. Lorsque la contrainte du joint de soudure est importante, le soudage TIG ou le soudage MIG est préféré. Pour réduire la tendance à la fissuration à froid, l'apport de chaleur de soudage doit être augmenté de manière appropriée sans causer de surchauffe et d'émbritlement dans la zone proche de la soudure. 

2. Matériaux de soudage

Le choix des matériaux de soudage doit varier en fonction du type d'acier, de la méthode de soudage et des conditions de fonctionnement du joint. Pour répondre aux exigences de performance en service, la composition chimique de la soudure doit être aussi proche que possible de celle du matériau de base, c'est - à - dire que des matériaux de soudage dont les composants sont proches de ceux du matériau de base doivent être sélectionnés. Cependant, dans ce cas, la soudure et la zone affectée thermiquement ont tendance à se durcir et à devenir fragiles. Pour prévenir la fissuration à froid, un traitement thermique est généralement nécessaire après le soudage. Lorsque la pièce à souder ne peut pas subir de traitement thermique, des matériaux de soudage en acier austénitique de type 25 - 20 ou 25 - 13 doivent être utilisés pour former une soudure austénitique, relâcher les contraintes de soudage et dissoudre plus efficacement l'hydrogène, réduisant ainsi la tendance à la fissuration à froid. Les soudures austénitiques ont une forte plasticité et une bonne ténacité, mais une faible résistance. Par conséquent, elles ne sont appropriées que pour les pièces à souder fonctionnant dans des conditions de faible contrainte et ne conviennent pas aux pièces à souder fonctionnant à haute température. Lors de l'utilisation du soudage à l'arc avec électrode enrobée, des électrodes de type basse teneur en hydrogène sont généralement utilisées et séchées à 400 - 450℃ pendant deux heures avant le soudage. Pour le soudage sous flux, des flux à faible teneur en silicium, hautement alcalins ou faiblement acides tels que HJ172, HJ173, HJ251 doivent être utilisés. Le soudage TIG est principalement utilisé pour le scellement du fond et le soudage de parois minces lors du soudage multicouche.

3. Température de préchauffage et de température intercouche

Le préchauffage et le maintien de la température intercouche sont des mesures de procédé importantes pour prévenir les fissurations à froid. La sélection de la température de préchauffage devrait d'abord prendre en compte la teneur en carbone dans l'acier, et en second lieu, la contrainte du joint, la composition du métal d'apport et la méthode de soudage. La température de préchauffage recommandée et l'apport de chaleur sont basés sur la classification de la teneur en carbone. Si la contrainte du joint est importante, la température de préchauffage et la température intercouche devraient être augmentées en conséquence. La température intercouche ne devrait pas être inférieure à la température de préchauffage. Lorsque l'on soude avec des matériaux de soudage en acier austénitique, aucun préchauffage ou un préchauffage à basse température peut être nécessaire en fonction de l'épaisseur de la pièce soudée.

4. Traitement thermique après soudage

Le traitement thermique après soudage est une autre mesure de procédé importante pour prévenir les fissurations à froid. Lorsque l'on utilise des matériaux de soudage dont les composants sont proches de ceux du matériau de base, un traitement thermique de recuit après soudage est généralement requis. Lorsque l'on utilise des matériaux de soudage en acier austénitique pour le soudage, un traitement thermique après soudage n'est généralement pas requis. Pour garantir que l'austénite après soudage puisse se transformer complètement en martensite, un revenu immédiat après soudage n'est pas autorisé. Le joint devrait être refroidi à une certaine température en dessous du point Ms et maintenu pendant un certain temps avant d'être soumis à un revenu à haute température. En effet, si un revenu est effectué immédiatement après soudage, l'austénite se transformera en perlite et des carbures précipiteront le long des joints de grains d'austénite. Cette structure est très fragile. Cependant, pour prévenir les fissurations à froid, il n'est pas autorisé de réaliser un revenu à haute température après que le joint ait refroidi à température ambiante. Habituellement, le revenu est effectué à 100-150℃.