Pour fils à souder contenant Si, Mn, S, P, Cr, Al, Ti, Mo, V et autres éléments d'alliage. L'influence de ces éléments d'alliage sur les performances de soudage est décrite ci-dessous :
Silicium (Si)
Le silicium est l'élément désoxydant le plus couramment utilisé dans le fil de soudage. Il peut empêcher le fer de se combiner avec l'oxydation et réduire le FeO dans le bain fondu. Cependant, si la désoxydation du silicium est utilisée seule, le SiO2 résultant a un point de fusion élevé (environ 1 710 °C) et les particules résultantes sont petites, ce qui rend difficile la flottaison hors du bain fondu, ce qui peut facilement provoquer des inclusions de scories dans le bain de fusion. souder le métal.
Manganèse (Mn)
L'effet du manganèse est similaire à celui du silicium, mais sa capacité de désoxydation est légèrement pire que celle du silicium. En utilisant uniquement la désoxydation du manganèse, le MnO généré a une densité plus élevée (15,11 g/cm3) et il n'est pas facile de flotter hors du bassin fondu. Le manganèse contenu dans le fil de soudage, en plus de la désoxydation, peut également se combiner avec le soufre pour former du sulfure de manganèse (MnS) et être éliminé (désulfuration), afin de réduire la tendance aux fissures à chaud causées par le soufre. Le silicium et le manganèse étant utilisés seuls pour la désoxydation, il est difficile d'éliminer les produits désoxydés. Par conséquent, la désoxydation conjointe silicium-manganèse est actuellement principalement utilisée, de sorte que le SiO2 et le MnO générés puissent être transformés en silicate (MnO·SiO2). MnO·SiO2 a un faible point de fusion (environ 1 270 °C) et une faible densité (environ 3,6 g/cm3), et peut se condenser en gros morceaux de scories et flotter dans le bain fondu pour obtenir un bon effet de désoxydation. Le manganèse est également un élément d'alliage important dans l'acier et un élément de trempabilité important, qui a une grande influence sur la ténacité du métal fondu. Lorsque la teneur en Mn est inférieure à 0,05 %, la ténacité du métal fondu est très élevée ; lorsque la teneur en Mn est supérieure à 3 %, il est très fragile ; lorsque la teneur en Mn est de 0,6 à 1,8 %, le métal fondu a une résistance et une ténacité plus élevées.
Soufre (S)
Le soufre existe souvent sous forme de sulfure de fer dans l'acier, et est distribué dans les joints de grains sous forme de réseau, réduisant ainsi considérablement la ténacité de l'acier. La température eutectique du fer et du sulfure de fer est basse (985°C). Par conséquent, pendant le travail à chaud, étant donné que la température de début du traitement est généralement de 1 150 à 1 200 °C et que l'eutectique du fer et du sulfure de fer a fondu, ce qui a entraîné une fissuration pendant le traitement, ce phénomène est ce qu'on appelle la « fragilisation à chaud du soufre ». . Cette propriété du soufre provoque le développement de fissures chaudes lors du soudage. Par conséquent, la teneur en soufre de l’acier est généralement strictement contrôlée. La principale différence entre l'acier au carbone ordinaire, l'acier au carbone de haute qualité et l'acier avancé de haute qualité réside dans la quantité de soufre et de phosphore. Comme mentionné précédemment, le manganèse a un effet de désulfuration, car le manganèse peut former du sulfure de manganèse (MnS) à point de fusion élevé (1600°C) avec le soufre, qui se répartit dans le grain sous forme granulaire. Lors du travail à chaud, le sulfure de manganèse présente une plasticité suffisante, éliminant ainsi l'effet nocif du soufre. Il est donc avantageux de conserver une certaine quantité de manganèse dans l’acier.
Phosphore (P)
Le phosphore peut être complètement dissous dans la ferrite de l'acier. Son effet renforçant sur l'acier est juste derrière le carbone, qui augmente la résistance et la dureté de l'acier. Le phosphore peut améliorer la résistance à la corrosion de l’acier, tandis que la plasticité et la ténacité sont considérablement réduites. Surtout à basse température, l'impact est plus grave, ce qu'on appelle la tendance à l'agenouillement froid du phosphore. Il est donc défavorable au soudage et augmente la sensibilité à la fissuration de l’acier. En tant qu'impureté, la teneur en phosphore de l'acier doit également être limitée.
Chrome (Cr)
Le chrome peut augmenter la résistance et la dureté de l’acier sans réduire la plasticité et la ténacité. Le chrome a une forte résistance à la corrosion et aux acides, c'est pourquoi l'acier inoxydable austénitique contient généralement plus de chrome (plus de 13 %). Le chrome présente également une forte résistance à l’oxydation et à la chaleur. Par conséquent, le chrome est également largement utilisé dans les aciers résistants à la chaleur, tels que le 12CrMo, le 15CrMo, le 5CrMo, etc. L'acier contient une certaine quantité de chrome [7]. Le chrome est un élément constitutif important de l'acier austénitique et un élément ferritisant, qui peut améliorer la résistance à l'oxydation et les propriétés mécaniques à haute température des aciers alliés. Dans l'acier inoxydable austénitique, lorsque la quantité totale de chrome et de nickel est de 40 %, lorsque Cr/Ni = 1, il y a une tendance à la fissuration à chaud ; lorsque Cr/Ni = 2,7, il n'y a pas de tendance à la fissuration à chaud. Par conséquent, lorsque Cr/Ni = 2,2 à 2,3 dans l'acier 18-8 général, le chrome est facile à produire des carbures dans l'acier allié, ce qui aggrave la conduction thermique de l'acier allié, et l'oxyde de chrome est facile à produire, ce qui rend le soudage difficile.
Aluminium (IA)
L'aluminium est l'un des éléments désoxydants puissants, donc son utilisation comme agent désoxydant peut non seulement produire moins de FeO, mais également réduire facilement FeO, inhiber efficacement la réaction chimique du gaz CO généré dans le pool en fusion et améliorer la capacité à résister au CO. pores. De plus, l’aluminium peut également se combiner avec l’azote pour fixer l’azote, ce qui permet également de réduire les pores d’azote. Cependant, avec la désoxydation de l'aluminium, l'Al2O3 résultant a un point de fusion élevé (environ 2050°C), et existe dans le bain fondu à l'état solide, ce qui est susceptible de provoquer une inclusion de scories dans la soudure. Dans le même temps, le fil de soudage contenant de l'aluminium est facile à provoquer des éclaboussures, et la teneur élevée en aluminium réduira également la résistance à la fissuration thermique du métal soudé, de sorte que la teneur en aluminium du fil de soudage doit être strictement contrôlée et ne doit pas l'être trop. beaucoup. Si la teneur en aluminium du fil de soudage est correctement contrôlée, la dureté, la limite d'élasticité et la résistance à la traction du métal soudé seront légèrement améliorées.
Titane (Ti)
Le titane est également un élément désoxydant puissant et peut également synthétiser du TiN avec de l'azote pour fixer l'azote et améliorer la capacité du métal soudé à résister aux pores d'azote. Si la teneur en Ti et B (bore) dans la structure de soudure est appropriée, la structure de soudure peut être affinée.
Molybdène (Mo)
Le molybdène dans l'acier allié peut améliorer la résistance et la dureté de l'acier, affiner les grains, prévenir la fragilité et la tendance à la surchauffe, améliorer la résistance à haute température, la résistance au fluage et la résistance durable, et lorsque la teneur en molybdène est inférieure à 0,6 %, il peut améliorer la plasticité, réduit tendance à se fissurer et améliore la résistance aux chocs. Le molybdène a tendance à favoriser la graphitisation. Par conséquent, l'acier résistant à la chaleur général contenant du molybdène tel que 16Mo, 12CrMo, 15CrMo, etc. contient environ 0,5 % de molybdène. Lorsque la teneur en molybdène dans l'acier allié est de 0,6 à 1,0 %, le molybdène réduira la plasticité et la ténacité de l'acier allié et augmentera la tendance à la trempe de l'acier allié.
Vanadium (V)
Le vanadium peut augmenter la résistance de l'acier, affiner les grains, réduire la tendance à la croissance des grains et améliorer la trempabilité. Le vanadium est un élément formateur de carbure relativement résistant, et les carbures formés sont stables en dessous de 650 °C. Effet durcissant dans le temps. Les carbures de vanadium ont une stabilité à haute température, ce qui peut améliorer la dureté de l'acier à haute température. Le vanadium peut modifier la répartition des carbures dans l'acier, mais le vanadium forme facilement des oxydes réfractaires, ce qui augmente la difficulté du soudage au gaz et du coupage au gaz. Généralement, lorsque la teneur en vanadium dans le cordon de soudure est d'environ 0,11 %, il peut jouer un rôle dans la fixation de l'azote, devenant désavantageux en favorable.
Heure de publication : 22 mars 2023
