Bobine de fil pour soudure INOX

La nature des matériaux à souder est un autre point des plus importants à prendre en compte lorsqu’on réalise une soudure.

En effet, souder deux pièces en acier pourrait s’avérer relativement simple et presque n’importe qui possédant un chalumeau peut s’occuper de ce type de soudure. On ne parle bien sûr pas ici de faire une soudure propre et solide sur le long terme, ce sera bien entendu un travail d’amateur. Et cela se complique encore lorsqu’il s’agit de réaliser des soudures sur de l’aluminium ou de l’inox.

Pour souder deux pièces faites d’un alliage comme l’inox, il faut être un véritable professionnel car cette matière a des propriétés différentes de l’acier. Mais pas seulement, il faut aussi des postes à souder plus complexes qui requièrent des compétences plus poussées. Et en dernier et pas le moindre, le choix de la bobine de fil pour réaliser la soudure Inox est décisif pour réaliser un travail dans les règles de l’art. C’est pour vous la garantie d’avoir un résultat solide qui tiendra sur la durée, mais aussi de réaliser des soudures à la fois solides et esthétiques.

Les particularités des aciers inoxydables

Qu’il s’agit d’ustensiles de cuisine, d’outillages divers, de matériels de transport, des équipements industriels, mais aussi des différents matériels pour la médecine et divers autres objets usuels… l’acier inoxydable, inox dans le langage courant, est devenu indispensable dans de nombreux domaines.

De par leur composition, les aciers inoxydables ne sont pas, ou peu, soumis à la corrosion et l’oxydation. Ils sont donc beaucoup plus résistants que des aciers standards. L’acier inoxydable se compose d’un alliage d’acier, avec au minimum 1,2 % de carbone, et de plus de 10,5 % de chrome. Cet alliage a la propriété particulière d’être peu sensible à la corrosion et de ne pas se dégrader en rouille. Le fait qu’il y ait plus de 10,5 % de chrome dans l’alliage provoque la formation d’une couche protectrice d’oxyde de chrome qui rend ainsi l’acier inoxydable.

Par ailleurs, la propriété de non-corrosion de l'acier inoxydable provient de l'oxydation naturelle de la surface de l'alliage. Bien qu'extrêmement mince, la pellicule protectrice qui se forme à la surface adhère fortement ; elle est chimiquement stable (c'est-à-dire passive) dans un environnement qui lui procure suffisamment d'oxygène. La clé de la durabilité et de la non-corrosion de l'acier inoxydable tient à ceci : même si elle est endommagée, la pellicule se réparera d'elle-même à condition d'être en contact avec l'oxygène. Contrairement à d'autres types d'acier qui souffrent de corrosion sur de grandes surfaces, l'acier inoxydable, par son état de « passivité », est naturellement résistant à la corrosion.

Cependant, l'acier inoxydable ne peut être considéré comme « indestructible ». Son état de passivité peut être rompu dans certaines conditions, ce qui pourrait alors occasionner de la corrosion, et c’est justement le cas lors de la soudure de l’acier inoxydable si des précautions particulières ne sont pas respectées, mais également si on ne dispose pas des équipements, accessoires et consommables appropriés, notamment de la bobine de fil pour soudure Inox. En effet, le fil Inox sera donc le métal d’apport qui permet la liaison entre les deux pièces à souder; il sert également de  conducteur pour le courant électrique.

Ainsi donc, les aciers inoxydables contiennent au minimum 10,5% de chrome, cette teneur relativement élevée en chrome les rend très oxydables à l’état fondu. En particulier, un défaut de protection vis à vis de l’action de l’air ambiant, lors du soudage, se traduit d’abord par une perte en chrome et par la formation d’oxydes compromettant la compacité et la résistance à la corrosion du cordon de soudure.

La protection pendant l’opération de soudage a pour rôle de limiter ou de supprimer l’oxydation superficielle du cordon de soudure et de ses abords, rendant ainsi plus faciles les opérations de finition de surface au niveau de la soudure (décapage ou polissage).

Les différents types d’aciers inoxydables

Tous les aciers inoxydables ne se ressemblent pas, leurs compositions chimiques notamment la teneur en chrome, en nickel et en d’autres éléments se diffèrent les uns des autres, tout comme leur structure cristalline et leur principale propriété d’utilisation telle que le caractère réfractaire, la résistance à la corrosion. Ainsi, les aciers inoxydables peuvent se segmenter par famille, même qu’il existe des précautions à prendre pour le soudage de chaque type d’acier inoxydable.

Les aciers inoxydables austénitiques

Ce sont les aciers inoxydables de la série 300 ASTM, ils contiennent du chrome (généralement de 18 %) et du nickel (le plus souvent de 8 à 10 %), leur structure est austénitique à température ambiante. Ils allient une facilité de mise en œuvre avec une grande aptitude à la déformation et une résistance à la corrosion satisfaisante dans de très nombreux milieux. Pour le soudage des aciers austénitiques, le préchauffage des pièces n’est pas conseillé. La zone de soudage doit également être absolument très propre pour éviter toute pénétration d’éléments qui pourraient causer la fissure à chaud.

Les aciers inoxydables ferritiques

Les aciers inoxydables ferritiques sont ceux de la série 400 ASTM. Ils sont de faible teneur en carbone (moins de 0,1 %) et la structure est donc ferritique. Leur résistance à la corrosion s’améliore avec l’augmentation de la teneur en chrome. Les ferritiques disposent de bonnes caractéristiques mécaniques. Leur limite d’élasticité est plus importante que celle des austénitiques. Les différents problèmes inhérents au soudage des aciers inoxydables ferritiques se résument à ce qui suit : susceptibilité à la fissuration à froid, chute de ductilité, fissuration et fragilisation à chaud, détérioration de résistance à la corrosion.

Les métaux de base doivent donc être soudés soit avec des fils de soudage stabilisés et/ou soit contenant un taux de carbone très faible afin de minimiser les risques de sensibilisation. Le préchauffage et le post-chauffage ne s’avèrent pas toujours nécessaires, mais puisque la chaleur conduit au grossissement des grains et ralentit le refroidissement, ce qui peut mener à la précipitation de phases intergranulaires, un préchauffage avec une température interpasse de 150-200 °C est recommandé.

Les aciers inoxydables austéno-ferritiques

Les aciers inoxydables austéno-ferritiques ou encore aciers duplex présentent des parts de ferrite et d’austénite sensiblement voisines. Les caractéristiques mécaniques sont plus élevées que celles des aciers inoxydables austénitiques ou ferritiques, tout en gardant un allongement à la rupture voisin de 40 %.

La bobine de fil Inox à utiliser  doit être choisi de manière à obtenir un métal fondu austéno-ferritique dont la proportion de ferrite/austénite reste la même que celle du métal de base. Le fil Inox aura la même composition que le métal de base avec en plus 2 à 3 % de Nickel ou de l’Azote pour reformer l’austénite. Le fil Inox le plus couramment utilisé est composé de 22 % de Chrome, 9 % de Nickel et 3 % de Molybdène. Ce métal d’apport contient de l’azote qui est gammagénisant, ou austénisant.

Le préchauffage est déconseillé, car cela entrainerait une formation de criques ou un phénomène de précipitation de carbures de chrome aux joints des grains. On utilise très souvent des fils Inox de petits diamètres, sous faible intensité pour réduire l’échauffement du métal de base. La température entre les passes aux abords du joint ne devra pas excéder 150 °C.

Les aciers inoxydables martensitiques

C’est le type d’aciers inoxydables contenant de 12 à 18 % de chrome, avec une teneur en carbone assez élevée (jusqu’à 1,2 %). Cette catégorie d’aciers inoxydables  présente une résistance à la corrosion modérée, un allongement à la rupture faible et des caractéristiques mécaniques élevées. Lors de leur soudage, les aciers inoxydables martensitiques présentent un haut risque de fissure à froid, un préchauffage des pièces est alors incontournable avant l’opération, et maintenir une température de 500 °C à 700 °C après soudage augmente la robustesse des parties soudées tout en diminuant les tensions. Par ailleurs, il ne faut jamais utiliser du gaz contenant de l'hydrogène.

Comment alors souder l’Inox ?

Pour un soudeur expérimenté, le soudage de l’Inox n’est pas plus complexe que celui des autres aciers, il est juste différent. Les paramètres de soudage et les matériaux d’apport doivent être choisis en fonction de la nuance. Il faut noter que la soudabilité des aciers inoxydables est excellente et leur soudage sur chantier, même si la mise en œuvre en atelier est préférable, reste parfaitement possible. L’enlèvement des colorations dans la zone de soudure et dans la zone thermiquement affectée est néanmoins important pour s’assurer que la résistance à la corrosion du joint soudé soit équivalente à celle du matériau de base.

Ainsi, pour le soudage de l’inox, il faut protéger la zone en cours de soudage de l’oxygène ambiant.. Pour cela on pratique généralement un soudage sous protection de gaz inerte pour éviter la formation d’oxydes de chrome, qui entraînera localement une baisse de la concentration en chrome et diminuera localement sa résistance à la corrosion.

Rôle du fil dans la soudure Inox MIG

Dans le procédé MIG, la nature du fil à souder doit être choisi en fonction du métal que vous souhaitez travailler  que cela soit de l’acier, l’aluminium, de l’inox…

Le soudage à l'arc de l’Inox avec fil utilisé comme électrode fusible est réalisé à partir d'un arc électrique créé et entretenu entre le fil à dévidage continu et à vitesse constante (environ de 4 à 20 mètres/minutes) et la pièce à souder. La vitesse sélectionnée sur le dévidoir de fil détermine l'intensité de soudage. L'énergie calorifique de l'arc fait fondre localement la pièce à assembler et le fil pour constituer le bain de fusion et après refroidissement le cordon de soudure avec un laitier protecteur, peu abondant en surface suivant le type de fil à souder. Ce laitier protège ainsi le bain de fusion de l'oxydation et d'un refroidissement trop rapide. 

Le bain de fusion peut également être protégé de l'atmosphère externe par un cône invisible de gaz de protection (le débit est environ de 10 à 30 litres/minute de gaz). Un générateur électrique fournit le courant exclusivement continu avec une intensité variant de 40 à 700 ampères en fonction de différents paramètres comme le diamètre du fil électrode, la position de soudage, le type d'assemblage, la dimension et la nuance des pièces à assembler.

Le fil Inox constitue donc le métal d’apport. Présentés en bobine, les fils de soudure Inox sont de différents diamètres, ils varient généralement de 0,8 à 1,6 millimètre et sont également de différentes longueurs. La bobine de fil Inox est placée dans le dévidoir motorisé du circuit de soudage MIG. Le fil Inox est alors déroulé du dévidoir à la sortie de la buse de la torche, dans la gaine guide-fil de la torche de soudage jusqu'au tube contact. La torche de soudage est  reliée sur la borne électrique de sortie positive du générateur de soudage à courant continu. La masse est reliée au générateur et est placée sur la pièce à souder.

La propulsion du fil Inox est assurée par une ou plusieurs paires de galets montées en ligne. Par paire de galets, le premier sert de galet d’entrainement et le second de galet de pression pour tendre le fil.

Une alimentation en gaz de soudage est branchée sur le poste par l'intermédiaire d'une bouteille et d'un détendeur / débitmètre. L'arc jaillit lorsque le soudeur actionne la gâchette électrique de la torche et que la pointe du fil électrode touche alors les pièces Inox à souder.

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Pour le soudage MIG de l’Inox, on utilise donc du fil inox en bobines. Les pièces à assembler doivent être bien nettoyées, afin d’éliminer les traces d’oxydes, mais également pour les empêcher de se former. Pour cela, utilisez une brosse métallique et brossez toute la surface de chaque pièce pour enlever les inégalités en plus des traces d'oxydation. Le brossage des soudures se fait obligatoirement avec des fils d'inox sous peine de voir rouiller le travail. Il est conseillé de porter des gants pour éviter de salir la surface polie avec de la graisse sur les doigts. La vitesse de déroulement de la bobine de fil Inox et le bon réglage de l'ampérage vous assurent un cordon uniforme.

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