Peut-on utiliser de l’azote pour le soudage TIG ?

Le soudage au tungstène sous gaz inerte (TIG) est une forme de soudage incroyablement précise et raffinée, qui utilise un écran de gaz inerte pour atteindre la perfection. Il est utilisé dans une variété de métaux différents où des soudures de haute qualité et une bonne finition de surface sont importantes. Il est important de choisir la bonne protection gazeuse. Peut-on utiliser de l’azote pour le soudage TIG ?

Peut-on utiliser de l’azote pour le soudage TIG ? L’azote peut être utilisé pour le soudage TIG, mais il doit être associé au gaz Argon et n’être utilisé que pour une application particulière.

Il y a plusieurs raisons pour lesquelles c’est le cas. Dans cet article, nous allons voir pourquoi l’azote doit être combiné à l’argon, mais nous allons également explorer les informations de base que vous devez connaître lorsque vous cherchez un gaz de protection pour le soudage TIG en général.

Gaz de protection et soudage TIG

Le gaz protecteur empêche le bain de soudure d’être exposé à l’atmosphère. La réaction d’éléments tels que l’oxygène, l’hydrogène et l’azote avec le bain de soudure peut provoquer une oxydation, une contamination de la soudure et des éclaboussures excessives. En général, le gaz inerte Argon est utilisé uniquement comme gaz de protection pour le soudage TIG.

L’argon pur fonctionne bien pour la plupart des métaux, mais un mélange d’argon et d’azote s’est avéré efficace sur un type spécifique d’acier inoxydable appelé acier inoxydable duplex.

Qu’est-ce que l’acier inoxydable duplex ?

Tout d’abord, pour comprendre ce qu’est l’acier inoxydable duplex, vous devez comprendre l’acier inoxydable lui-même. Il y a quelques formes d’acier inoxydable à examiner également avant de pouvoir expliquer complètement ce qu’est le duplex.

Types d’acier inoxydable

L’acier inoxydable est couramment utilisé dans des situations impliquant une chaleur extrême et une forte pression. Ce matériau contient généralement une multitude d’éléments comme le titane et le nickel, ce qui contribue à le rendre robuste et relativement résistant à la corrosion.

L’acier inoxydable a la réputation de ne pas se ternir facilement. Cela peut être attribué en grande partie à sa teneur en chrome d’environ 11 %.

L’acier inoxydable austénitique, qui contient 16 à 26 % de chrome et jusqu’à 35 % de nickel, est l’acier considéré comme ayant la plus grande résistance à la corrosion. L’acier inoxydable ferritique contient environ 10 à 27 % de chrome et ne contient pas de nickel, ce qui lui donne moins d’applications anticorrosion.

Duplex

Cependant, lorsque ces deux types sont combinés, ils deviennent de l’acier inoxydable duplex. Il contient 21 à 27 % de chrome, environ 1 à 8 % de nickel, 0,05 à 3 % de cuivre et 0,05 à 5 % de molybdène. L’acier inoxydable duplex est plus solide et plus résistant à la corrosion que les aciers austénitiques et ferritiques réunis.

Bien que les aciers inoxydables austénitiques et ferritiques se comportent bien par eux-mêmes, ils avaient respectivement leurs problèmes. L’acier inoxydable duplex est devenu populaire parce qu’il a permis de combler toutes ces lacunes.

On a découvert qu’en combinant ces deux matériaux pour créer l’acier inoxydable duplex, on obtenait un matériau plus solide, plus léger, avec une bonne soudabilité et une résistance accrue à la corrosion.

Sa structure « duplex » confère à l’acier inoxydable duplex ces propriétés précieuses et recherchées :

• Résistance – L’acier inoxydable duplex est environ deux fois plus résistant que les aciers inoxydables austénitiques ou ferritiques ordinaires.
• Ténacité et ductilité – Les aciers inoxydables duplex ont une ténacité et une ductilité bien meilleures
  que l’acier ferritique.
• Résistance à la corrosion – La teneur en chrome, en molybdène et en azote le rend très
  résistance à la corrosion.
• Fissuration par corrosion sous contrainte : L’acier inoxydable Duplex présente une excellente
  résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte (FCC), grâce à ses propriétés ferritiques.
• Coût – L’acier inoxydable duplex a une plus faible teneur en nickel et en molybdène,
  ce qui le rend plus économique en termes de coût. En outre, en raison de sa limite d’élasticité
  de sa limite d’élasticité, il est possible de réduire l’épaisseur de sa section pour certaines applications, ce qui réduit encore son prix.

Comment l’acier inoxydable Duplex est-il utilisé ?

Les aciers inoxydables duplex suscitent un intérêt croissant en raison de leurs champs d’application de plus en plus nombreux.

Ils peuvent être utilisés dans des environnements hautement corrosifs tels que les installations offshore et pétrochimiques, où l’intégrité du matériau soudé est essentielle. Les alliages contenant du molybdène, en particulier les aciers inoxydables duplex, durent plus longtemps que presque tous les autres matériaux.

Voici quelques autres applications où les aciers inoxydables duplex sont utilisés :

• Navires-citernes pour produits chimiques – Ces navires spécialisés transportent des cargaisons liquides qui peuvent être dangereux pour l’environnement, inflammables ou hautement réactifs. Des réservoirs en acier inoxydable duplex sont utilisés pour transporter ces liquides.
• Ponts et bâtiments – Les concepteurs de ponts bénéficient de la résistance et du faible coût
  de l’acier inoxydable duplex. Ce matériau est utilisé pour construire les gratte-ciel, les rendant ainsi beaux, durables, résilients et résistants.
• Instruments dentaires – Ils doivent être suffisamment robustes pour ne pas se briser pendant les procédures, ainsi qu’être hygiéniques, résistants à la corrosion et faciles à stériliser.

Pourquoi utilise-t-on de l’azote pour le soudage TIG de l’acier inoxydable Duplex ?

L’acier inoxydable duplex étant principalement utilisé dans des environnements hautement corrosifs où l’intégrité du matériau soudé est essentielle, il est nécessaire de s’assurer que le matériau n’est pas compromis pendant le soudage TIG.

L’intégrité de la structure chimique de l’acier inoxydable duplex doit rester intacte après le soudage pour qu’il puisse faire son travail correctement.

À l’origine, lorsque l’acier inoxydable duplex était soudé, on s’inquiétait de la répartition de la ferrite et de l’austénite qui se formaient dans le matériau après son refroidissement.

Comme le rapport entre ces deux éléments influence profondément la corrosion et les propriétés mécaniques, il est de la plus haute importance de les équilibrer correctement lors du soudage. De cette façon, l’acier inoxydable duplex conservera ses excellentes propriétés anticorrosives.

L’effet de l’azote gazeux

Il a été démontré que l’introduction d’azote dans le gaz de protection permet d’équilibrer l’austénite et la ferrite. L’azote augmente la résistance à la corrosion et est un puissant stabilisateur de l’austénite.

On a également constaté qu’il accélère la transformation partielle de la ferrite en austénite pendant le refroidissement après le soudage.

Ces facteurs entraînent une amélioration significative de l’intégrité du matériau soudé et notamment de sa résistance à la corrosion.

En outre, par rapport aux composants soudés avec un écran gazeux d’argon pur, les valeurs de résistance des matériaux soudés avec un ajout d’azote ont augmenté.

Comment l’azote est-il utilisé pour le soudage TIG de l’acier inoxydable Duplex ?

Un mélange d’argon et d’azote est spécialement conçu pour le soudage de l’acier inoxydable duplex. L’azote, en particulier, joue un rôle important dans ses performances en matière de corrosion, notamment en ce qui concerne la corrosion par piqûres. Il peut également créer un arc plus stable.

Étant donné qu’ils sont principalement utilisés pour leur bonne résistance à la corrosion, un gaz de protection qui peut améliorer cette propriété aidera à maintenir la durée de vie d’un composant, ainsi qu’à réduire les taux de mise au rebut et les coûts supplémentaires.

L’ajout de seulement un à deux pour cent d’azote gazeux dans le gaz de protection Argon permettra d’obtenir un équilibre optimal et de préserver l’intégrité de l’acier inoxydable duplex.

L’azote est un élément d’alliage important lors du soudage de l’acier inoxydable duplex. Son ajout au gaz de protection Argon permet également de compenser toute perte d’azote dans le bain de soudure.

Que faire si l’on utilise trop d’azote pour souder au TIG de l’acier inoxydable Duplex ?

Travailler avec de l’azote est cependant très délicat. Il peut être mélangé à l’argon pour augmenter la résistance et les propriétés anticorrosion de l’acier inoxydable duplex. Toutefois, si l’on ajoute trop d’azote au mélange, cela peut poser des problèmes.

Une teneur élevée en azote dans le gaz de protection – supérieure à 3 % – peut entraîner une dégradation du tungstène. L’azote augmente l’érosion de l’électrode en tungstène et provoque des inclusions de tungstène.

Une trop grande quantité d’azote dans le gaz peut également entraîner la formation d’une couche d’austénite à la surface de la soudure, ce qui peut réduire la résistance de la soudure ainsi que la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte.

Comment souder correctement l’acier inoxydable Duplex au TIG ?

Les métaux alliés tels que l’acier inoxydable duplex ont une conductivité thermique inférieure à celle des autres aciers, et leur bain de soudure aura une viscosité inférieure.

Comme le bain de soudure n’est pas aussi fluide, vous devrez faire des ajustements lors du soudage. Un conseil important pour le soudage TIG de l’acier inoxydable duplex est de ralentir le processus. Un déplacement trop rapide peut entraîner des problèmes.

Il est recommandé de ne pas essayer de compenser une flaque lente en augmentant le courant de soudage. L’utilisation d’un courant plus élevé vaporisera ou brûlera les éléments d’alliage, ce qui entraînera de la corrosion et réduira la durée de vie.

Utilisez un apport de chaleur faible à modéré, en inspectant visuellement toutes les soudures pour détecter les indications d’un apport de chaleur excessif (comme un changement de couleur).

Conclusion

La meilleure façon d’obtenir des soudures de qualité est de bien comprendre quels gaz de protection fonctionnent le mieux avec chaque procédé de soudage. Cet article vous a permis, nous l’espérons, de vous rapprocher de cette compréhension en exposant certains des principes de base de l’interaction entre les gaz de protection et le soudage TIG.

Cependant, il y a toujours plus de choses à savoir en matière de soudage, et en apprendre encore plus sur l’utilisation du gaz de protection ne peut que faire de vous un meilleur soudeur et de vos soudures une meilleure qualité en fin de compte. Parfois, ces connaissances sont le fruit d’essais et d’erreurs. Continuez à souder et, à terme, vous pourrez répondre vous-même à ces questions !

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