Pouvez-vous souder 2205 à 316?

La question de savoir si vous pouvez souder des aciers inoxydables différents, en particulier l'acier inoxydable duplex de qualité 2205 à l'acier inoxydable austenitique de qualité 316,est un élément commun dans la fabrication et l'ingénierieLa réponse courte est:Oui, il est possible de souder 2205 à 316, mais cela nécessite une considération attentive des différentes propriétés des matériaux, des défis potentiels,et la sélection des procédures de soudage et des consommables appropriés pour assurer un joint solide et résistant à la corrosion.

Il est essentiel de comprendre les différences fondamentales entre ces deux types d'acier inoxydable avant de tenter une telle soudure.Le grade 316 est un acier inoxydable austénitique contenant du molybdène, connu pour son excellente résistance à la corrosion., en particulier dans les environnements contenant du chlorure, et une bonne soudabilité.une structure cristalline cubique centrée sur la face qui contribue à sa ductilité et à sa formabilité.

Le grade 2205, en revanche, est un acier inoxydable duplex,ce qui signifie que sa microstructure est un mélange de proportions approximativement égales d'austénite et de ferrite (une structure cristalline cubique centrée sur le corps)Cette structure à deux phases confère à 2205 un avantage significatif par rapport à 316 en termes de résistance (environ deux fois la résistance au rendement), de résistance à la fissuration par corrosion par contrainte (SCC), de résistance à l'usure et de résistance à la corrosion.et corrosion par crevasses et fissures, tout en maintenant une bonne soudabilité, bien qu'en général nécessitant des paramètres de soudage plus contrôlés que les qualités austénitiques.

Lors du soudage de métaux différents comme 2205 et 316, les différences de composition chimique et de propriétés physiques peuvent entraîner plusieurs problèmes potentiels si elles ne sont pas correctement traitées.Ces défis tournent principalement autour:

1Formation de phases interméta­liques indésirables:Les aciers inoxydables duplex comme le 2205 sont sensibles à la formation de phases intermétales fragiles, telles que la phase sigma, la phase chi et la phase Laves,s'ils sont exposés à des températures élevées pendant de longues périodesBien que ce phénomène soit plus préoccupant lors du soudage de duplex à duplex, il n'est pas toujours possible d'obtenir des résultats satisfaisants.l'entrée de chaleur pendant le soudage différent peut encore favoriser leur formation dans la zone 2205 affectée par la chaleur (HAZ) si elle n'est pas soigneusement contrôlée.

2Expansion thermique différentielle:2205 et 316 ont des coefficients d'expansion thermique légèrement différents.potentiellement entraînant une distorsion, fissuration, ou une durée de vie de fatigue réduite, en particulier dans les sections plus épaisses ou les joints contraints.

3. Contenu en ferrite dans le métal soudé:L'obtention d'un équilibre ferrite-austénite correct dans le métal de soudure est cruciale pour une résistance optimale et une résistance à la corrosion dans les aciers inoxydables duplex.Lors du soudage de 2205 à 316 à l'aide de métaux de remplissage austénitiques standard, le dépôt de soudure résultant aura probablement une structure principalement austénitique avec une teneur en ferrite inférieure à celle souhaitée pour des performances optimales,potentiellement compromettant la résistance et la résistance SCC de l'articulationSurtout du côté 2205.

4Résistance à la corrosion:Bien que les deux matériaux offrent une bonne résistance à la corrosion, leurs mécanismes de résistance spécifiques et leurs performances dans certains environnements diffèrent.Le métal de soudure et le HAZ des deux matériaux doivent maintenir une résistance à la corrosion adéquate pour éviter une attaque préférentielle à ou près de la soudureLa dilution du métal de soudure avec les matériaux de base peut influer sur sa résistance à la corrosion.

Pour bien souder 2205 à 316, il convient de considérer attentivement les aspects suivants:

1. Sélection du procédé de soudage:Plusieurs procédés de soudage peuvent être utilisés, notamment le soudage à l'arc au tungstène au gaz (GTAW ou TIG), le soudage à l'arc au métal au gaz (GMAW ou MIG) et le soudage à l'arc au métal protégé (SMAW ou soudage à la tige).GTAW est souvent préféré pour le passage des racines et les sections plus fines en raison de son contrôle précis de l'entrée de chaleurLes techniques de courant pulsé dans le GTAW et le GMAW peuvent aider à réduire l'entrée de chaleur et à améliorer le contrôle.

2. Sélection des métaux de remplissage:Le choix du métal de remplissage est essentiel.Il est recommandé d'utiliser un métal de remplissage spécialement conçu pour souder des aciers inoxydables duplex à des aciers inoxydables austénitiques ou pour souder des aciers inoxydables de manière différente.Les choix les plus courants sont les suivants:

• Filtres d'acier inoxydable austénitique avec une teneur accrue en nickel et en molybdène:Des charges telles que l'ERNiCrMo-3 (alliage C-276) ou l'ERNiCrMo-13 (alliage 625) sont souvent utilisées.et une bonne tolérance à la dilution des matériaux de base duplex et austénitiquesIls donnent généralement lieu à un dépôt de soudure entièrement austénitique.

• Pour l'équipement de traitement des déchets, les éléments suivants doivent être utilisés:Certains métaux de remplissage duplex, tels que ceux contenant un contenu en nickel légèrement plus élevé (par exemple, ER2209 ou ER2594), peuvent également être utilisés.Ces charges visent à obtenir une microstructure ferrite-austénite plus équilibrée dans le dépôt de soudure, même après dilution à partir de la matière première 316.Il est essentiel d'examiner attentivement les paramètres de soudage et l'entrée de chaleur lors de l'utilisation de remplisseurs duplex pour éviter une formation excessive de phases intermétales dans le 2205 HAZ.

La sélection du métal de remplissage spécifique doit être basée sur l'environnement de service, les exigences en matière de propriétés mécaniques et l'épaisseur des matériaux à assembler.Il est fortement recommandé de consulter les fabricants de matériaux de soudage et les codes et normes de soudage pertinents..

3. Spécification de la procédure de soudage (WPS):Il est essentiel d'avoir un SPA bien défini, qui devrait inclure des détails tels que:

• Contrôle de l'entrée de chaleurLe maintien d'un apport de chaleur faible à modéré est crucial pour minimiser le risque de formation de phase interméta­lique dans la HAZ 2205.Les températures des interfaces doivent être strictement contrôlées et maintenues en dessous de 150 °C dans la plupart des cas..

• Technique de soudage:Les techniques de perles de string sont généralement préférées aux perles de tissage pour minimiser l'apport de chaleur.

• Gaz de protection:pour les gaz GTAW et GMAW, des gaz de blindage appropriés, tels que l'argon ou des mélanges à base d'argon avec de l'hélium ou de l'azote,doivent être utilisés pour assurer une protection adéquate de la piscine de soudage et favoriser des caractéristiques optimales des billes de soudage.

• Nettoyage:Un nettoyage minutieux du joint de soudure et du métal de remplissage est essentiel pour éviter toute contamination.

4. Traitement après soudage:Le traitement thermique post-soudure (PWHT) n'est généralement pas recommandé pour les soudures différentes entre 2205 et 316,les plages de température optimales PWHT pour les deux matériaux diffèrent considérablement et pourraient être préjudiciables à l'un ou aux deux matériauxCependant, dans des applications critiques spécifiques, un soulagement de la contrainte à basse température peut être envisagé après une évaluation minutieuse.La passivation chimique du joint de soudure après le soudage peut aider à restaurer la résistance à la corrosion de la soudure.

En conclusion, le soudage de l'acier inoxydable 2205 duplex à l'acier inoxydable 316 austénitique est un processus réalisable lorsqu'il est effectué avec une planification minutieuse, une sélection appropriée du métal de remplissage,et procédures de soudage contrôlées.The use of nickel-based alloy filler metals like ERNiCrMo-3 or ERNiCrMo-13 is a common and often reliable approach due to their excellent corrosion resistance and ability to accommodate the differences in the base materialsCependant, la compréhension des défis potentiels liés à la formation de phases interméta­liques, à l'expansion thermique différentielle, à la teneur en ferrite,et la résistance à la corrosion est cruciale pour obtenir un soudage de haute qualité et durableIl est fortement conseillé de consulter des ingénieurs en soudage expérimentés et de respecter les codes et normes de soudage pertinents avant d'entreprendre de telles opérations de soudage.