Souder l’inox sur l’acier non allié : assemblages hétérogènes et bon métal d’apport

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

Lorsqu’on soude un acier inoxydable sur un acier non allié, les deux matériaux se mélangent dans le cordon avec le métal d’apport. Le métal d’apport doit être choisi de sorte que ce mélange ne devienne ni dur et sensible à la fissuration, ni sujet à la fissuration à chaud. On parle d’assemblages hétérogènes.

Le cordon doit satisfaire aux exigences des deux métaux de base. Selon la composition du métal fondu, les risques sont :

• fissures de trempe, s’il y a trop peu de chrome et de nickel dans le métal fondu et que de la martensite se forme,
• fissuration à chaud, si le métal fondu se solidifie sans ferrite,
• fragilisation par la phase sigma, s’il y a trop de ferrite et de chrome.

Les bases de la structure sont traitées dans Structure, ferrite delta et fissuration à chaud.

Sans métal d’apport, le cordon serait composé pour moitié environ d’acier non allié et pour moitié d’acier inoxydable. Dans le diagramme de Schaeffler, ce mélange se situe dans le domaine de la martensite et prendrait la trempe. Un métal d’apport surallié ramène le métal fondu dans le domaine sûr.

Voici comment se fait la vérification avec le diagramme de Schaeffler :

1. Calculer les équivalents chrome et nickel des deux métaux de base à partir de leur analyse, de préférence d’après le certificat de réception 3.1, sinon d’après l’analyse normalisée.
2. Le milieu du segment reliant les deux points représente le mélange des métaux de base.
3. Placer le point du métal d’apport et le relier au mélange.
4. Le métal fondu se situe sur cette droite, plus près du métal d’apport ou du mélange selon la dilution. La fiche ISER prend 25 % de métal de base dans son exemple.

Le calculateur Schaeffler pour métaux de base différents le fait, dilution comprise.

Avec des analyses typiques, le mélange de S355 et de 1.4301 a un équivalent chrome d’environ 9,6 et un équivalent nickel d’environ 8,1, soit dans le domaine de la martensite. Avec métal d’apport, le résultat dépend de la dilution :

Calcul effectué par nos soins avec le diagramme de Schaeffler et des analyses typiques ; les valeurs réelles dépendent des certificats.

• Le 309L conserve quelques pour cent de ferrite à dilution normale et est donc sûr vis-à-vis de la fissuration à chaud. Il tolère le plus de dilution et est donc la référence pour les assemblages hétérogènes.
• Le 308L convient à faible dilution, mais perd sa ferrite à forte dilution et se rapproche du domaine de la martensite.
• Le 307 se solidifie de façon entièrement austénitique. Le manganèse stabilise l’austénite et fixe le soufre sous forme de sulfure de manganèse, ce qui s’oppose au risque de fissuration à chaud.

À faible dilution, des métaux d’apport de type 18 8 Mn ou 20 10 3 suffisent ; à dilution plus forte, il faut les types plus alliés 23 12 L ou 23 12 2 L.

D’après la fiche ISER 823 (2019) et DVS 0931. Pour les aciers ferritiques au chrome dans des pièces épaisses, les dernières passes côté fluide doivent être soudées avec un métal d’apport ferritique. Pour les produits de construction soumis à la réglementation, seuls des métaux d’apport homologués peuvent être utilisés.

Le type 29 9 (312), à très forte teneur en ferrite, sert aux assemblages avec des aciers difficilement soudables ou de composition inconnue. Plus sur le choix du métal d’apport dans Choisir le métal d’apport.

Le but est une dilution aussi régulière que possible et pas trop élevée.

• Procédé : les assemblages hétérogènes se soudent surtout à l’électrode enrobée et avec les procédés sous protection gazeuse, voir Les procédés en un coup d’œil.
• Limiter la dilution : la pénétration dans les métaux de base détermine la dilution. Avec plus de passes et moins de pénétration, elle reste plus faible.
• Gestion thermique selon le matériau le plus sensible : si l’acier non allié doit être préchauffé, cela vaut aussi ici. Les températures de préchauffage sont fournies par le calculateur de température de préchauffage.
• Séparer les outils : la poussière de meulage de l’acier non allié ne doit pas atteindre l’inox, sinon de la rouille de contamination se forme, voir Préparation du joint et pointage.

L’acier inoxydable est le matériau le plus noble. Si les deux entrent en contact avec un électrolyte, l’acier non allié peut se corroder plus fortement à la jonction.

C’est critique surtout lorsque la surface de l’inox est grande par rapport à celle de l’acier non allié. On l’évite en isolant les matériaux l’un de l’autre ou en protégeant l’acier non allié par un revêtement qui dépasse le cordon et s’étend un peu sur l’inox.

Puis-je souder l’inox sur l’acier non allié avec du 308L ?

Souvent oui à faible dilution, mais le 309L est plus sûr. À forte dilution, par exemple dans la racine, le 308L perd sa ferrite et peut se rapprocher du domaine de la martensite.

Puis-je souder l’inox sur l’acier non allié avec un fil pour acier non allié ?

Non. Le métal fondu ne serait pas résistant à la corrosion, et la dilution avec le chrome et le nickel de l’inox peut le faire prendre la trempe et se fissurer.

Faut-il inerter les assemblages hétérogènes ?

Oui, si l’envers de l’inox doit rester résistant à la corrosion. Sinon, des couleurs de revenu s’y forment, voir Protection de la racine et inertage.

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. Apport de chaleur et température entre passes
7. Préparation du joint et pointage
8. Protection de la racine et inertage
9. Couleurs de revenu, décapage, passivation
10. Duplex et super-duplex
11. Défauts et dommages de corrosion
12. Contrôle et sécurité au travail