Souder l’acier inoxydable : apport de chaleur, préchauffage et température entre passes

Par Robert Lahnsteiner, ingénieur international en soudage (IWE) · Mise à jour : novembre 2026

Pourquoi l’acier inoxydable supporte peu de chaleur

Les aciers austénitiques conduisent mal la chaleur et se dilatent fortement. La chaleur reste au niveau du joint, et la pièce se déforme davantage que l’acier non allié. La règle est donc : limiter l’apport de chaleur, respecter la température entre passes et, en règle générale, ne pas préchauffer.

Selon DVS 0931, trop de chaleur peut entraîner les dommages suivants, selon le matériau :

• plus de déformations et de contraintes résiduelles,
• précipités indésirables comme les carbures ou la phase sigma,
• grain grossier et perte de ténacité dans la zone affectée thermiquement,
• fissuration à chaud, surtout dans les aciers entièrement austénitiques,
• sensibilité accrue à la corrosion intergranulaire,
• davantage d’oxydation et de couleurs de revenu.

Les propriétés des matériaux comparées figurent dans Ce qui rend l’acier inoxydable, les causes de la fissuration à chaud dans Structure, ferrite delta et fissuration à chaud.

Calculer l’énergie de l’arc et l’apport de chaleur

L’énergie de l’arc (énergie de soudage) est la puissance électrique de l’arc par centimètre de cordon. L’apport de chaleur est la part qui pénètre réellement dans la pièce. Pour l’obtenir, on multiplie l’énergie de l’arc par le rendement thermique du procédé.

Énergie de l’arc E [kJ/cm] = U [V] · I [A] · 60 / (v [cm/min] · 1000)

Apport de chaleur Q [kJ/cm] = k · E

Pour le soudage sous protection gazeuse, DVS 0931 retient un rendement k = 0,8. En soudage TIG, il est nettement plus faible, environ 0,6 selon l’EN 1011-1. Pour l’électrode enrobée, il est également de 0,8, pour l’arc submergé de 1,0.

Exemple MAG : 24 V, 180 A, 30 cm/min donnent E = 24 · 180 · 60 / (30 · 1000) = 8,6 kJ/cm et Q = 0,8 · 8,6 ≈ 6,9 kJ/cm.

Le calcul peut se faire avec le calculateur d’apport de chaleur.

Comment garder un faible apport de chaleur

• souder plus vite,
• réduire l’intensité et la tension,
• utiliser un fil plus fin, par exemple pour les soudures en montant,
• passes tirées plutôt que larges passes balancées, davantage de passes de plus petite section.

Préchauffage et température entre passes

Les aciers austénitiques ne sont en général pas préchauffés. La température entre passes est plus importante : la passe suivante ne peut être soudée qu’une fois que le joint a refroidi sous la limite.

Famille de matériaux	Préchauffage	Température entre passes	Source
Austénitiques (1.4301, 1.4404, 1.4571 …)	non ; seulement dans des cas particuliers jusqu’à 150 °C	150 à 180 °C au maximum	DVS 0931
Entièrement austénitiques (1.4539 …), base nickel	non	100 à 120 °C	DVS 0931
Duplex (1.4462, 1.4362 …)	généralement non ; à partir d’environ 10 à 20 mm d’épaisseur 80 à 120 °C	150 °C au maximum (DVS 0931) ou 250 °C (DVS 0946)	DVS 0931, DVS 0946
Super-duplex (1.4410, 1.4501 …)	généralement non	150 °C au maximum	DVS 0946
Martensitiques doux (1.4313)	à partir d’environ 30 mm au moins 100 °C	100 à 150 °C	DVS 0931
Ferritiques (1.4016, 1.4512 …)	multipasse, selon l’épaisseur 200 à 300 °C	–	DVS 0931

Valeurs indicatives. Les recommandations des fabricants d’acier et de métal d’apport ainsi que le descriptif de mode opératoire de soudage priment. Pour le duplex, les deux fiches techniques DVS donnent des limites différentes. Pour rester du côté de la sécurité, travailler avec 150 °C.

• Mesurer plutôt qu’estimer : la température se contrôle à côté du cordon avec un thermomètre de contact ou un crayon thermosensible.
• Ne pas refroidir artificiellement : selon DVS 0946, l’air comprimé ou l’eau entre les passes sont expressément interdits pour le duplex. Les courants d’air et le froid influent aussi sur le refroidissement.
• Ne pas préchauffer les aciers entièrement austénitiques : avec des aciers comme le 1.4539, le risque de fissuration à chaud augmente sinon, surtout en soudage de tôle mince sans métal d’apport.
• Les aciers ferritiques ont tendance au grossissement du grain et aux carbures de chrome dans la zone affectée thermiquement. Ils se soudent avec le plus petit bain de fusion possible, donc avec des électrodes fines et une faible énergie de l’arc.

Les températures de préchauffage des aciers non alliés et faiblement alliés sont fournies par le calculateur de température de préchauffage. Il n’est pas prévu pour les aciers inoxydables.

Duplex : ni trop, ni trop peu

Les aciers duplex se soudent dans une fenêtre d’apport de chaleur. Si la chaleur est trop faible, le joint refroidit trop vite, il se forme trop peu d’austénite, et la ténacité et la résistance à la corrosion diminuent. Si elle est trop élevée, la phase sigma et d’autres précipités intermétalliques menacent.

• Énergie de l’arc selon DVS 0946 : duplex 5 à 25 kJ/cm, super-duplex 2 à 15 kJ/cm.
• Teneur en austénite dans le métal fondu : 30 à 70 % si aucune hypertrempe n’est effectuée.
• L’azote dans l’acier et dans le gaz de protection favorise la formation d’austénite. Les aciers duplex modernes contiennent généralement plus de 0,15 % de N et n’ont donc guère besoin de préchauffage. Selon la fiche ISER, le risque d’un manque d’austénite est faible avec les procédés à l’arc usuels.
• Planifier la séquence de soudage de manière que les pièces puissent refroidir entre les passes.

Le temps de refroidissement peut être estimé avec le calculateur du temps de refroidissement t8/5. Plus de détails sur les gaz et la structure dans Duplex et super-duplex.

Limiter la déformation

Contre la déformation, le plus efficace est un faible apport de chaleur et des points de pointage rapprochés.

• souder avec une faible énergie de l’arc,
• évacuer la chaleur par des barres de cuivre, qui soutiennent aussi la racine,
• souder dans des montages,
• pointer plus serré que pour l’acier non allié,
• souder symétriquement et à pas de pèlerin, pour que les contraintes s’équilibrent.

Écartements de pointage selon l’épaisseur : Préparation du joint et pointage.

Traitement thermique après soudage

Les assemblages soudés austénitiques ne sont en général pas traités thermiquement, car des précipités indésirables peuvent se former lors du recuit.

Pour les aciers duplex, seule une hypertrempe entre en ligne de compte, le cas échéant. Selon DVS 0946, elle s’effectue entre 1020 et 1050 °C avec un temps de maintien de 5 minutes après chauffage à cœur, suivie d’une trempe à l’eau. Pour les aciers ferritiques et martensitiques, le traitement thermique dépend du matériau et du métal d’apport.

Questions fréquentes

Dois-je préchauffer l’acier inoxydable ?

Les aciers austénitiques en général non. Les exceptions sont les aciers ferritiques au chrome de forte épaisseur, les aciers martensitiques doux à partir d’environ 30 mm et parfois les pièces duplex épaisses.

Quelle température le joint peut-il avoir avant la passe suivante ?

Pour les nuances austénitiques standard 150 à 180 °C, pour les nuances entièrement austénitiques et base nickel 100 à 120 °C, pour le super-duplex 150 °C.

Puis-je refroidir le joint à l’eau ?

Pas avec le duplex ; DVS 0946 l’exclut. Avec les nuances austénitiques, c’est métallurgiquement moins critique, mais l’eau ne doit pas laisser de résidus comme des chlorures ou de la saleté dans le joint.

Pourquoi l’apport de chaleur compte-t-il plus que l’intensité ?

Parce que la vitesse est également déterminante. À intensité égale, une passe balancée lente apporte beaucoup plus de chaleur dans la pièce qu’une passe tirée rapide.

Pour aller plus loin : articles sur le soudage des aciers inoxydables

La série va du matériau au joint contrôlé, en passant par le procédé, le gaz et la protection de la racine. Pour une vue d’ensemble, voir Le soudage des aciers inoxydables.

1. Ce qui rend l’acier inoxydable
2. Structure, ferrite delta et fissuration à chaud
3. Choisir le métal d’apport
4. Les procédés en un coup d’œil
5. Gaz de protection
6. Préparation du joint et pointage
7. Protection de la racine et inertage
8. Couleurs de revenu, décapage, passivation
9. Duplex et super-duplex
10. Assembler l’inox et l’acier non allié
11. Défauts et dommages de corrosion
12. Contrôle et sécurité au travail