Deux types de dommages
Sur les cordons en acier inoxydable, il existe deux groupes de dommages : les défauts qui apparaissent au soudage, et la corrosion qui ne se manifeste qu’en service. Beaucoup de dommages de corrosion ont cependant leur origine dès la fabrication.
Exemples typiques : des couleurs de revenu non éliminées, des particules de fer provenant de mauvais outils ou un interstice dans un cordon sans pleine pénétration. Les tableaux indiquent cause et remède et renvoient aux articles de cette série.
Défauts au soudage
Les défauts de soudure les plus fréquents sur les aciers inoxydables et ce qui aide à les éviter.
| Défaut | Cause | Remède |
|---|---|---|
| Fissures à chaud (fissures de solidification) au milieu du cordon | le métal fondu se solidifie sans ferrite, p. ex. avec des nuances entièrement austénitiques ; trop de chaleur | métal d’apport avec un peu de ferrite, peu de chaleur, cordons tirés ; Structure |
| Fissures de cratère | le bain à la fin du cordon se solidifie en dernier et se fissure | remplir les cratères ; avec les nuances entièrement austénitiques, meuler les points et les fins de cordon |
| Fissures dans les assemblages hétérogènes | trop de dilution avec l’acier non allié, martensite dans le métal fondu | métal d’apport surallié comme le 309L ; Assemblages hétérogènes |
| Fissures aux points de pointage sur duplex | refroidissement rapide, métal fondu très ferritique | pointer avec métal d’apport, préchauffer si nécessaire ; Pointage |
| Manque de fusion | bain visqueux, angle d’ouverture trop étroit, bain qui précède l’arc | angle d’ouverture de 70 à 80° pour le duplex, adapter le guidage de la torche ; Préparation du joint |
| Porosités | protection gazeuse perturbée, tuyaux humides, trop d’azote, hydrogène dans l’arc | vérifier la protection gazeuse, limiter l’azote ; Gaz de protection |
| Retassure à la racine, racine soufflée | le gaz de formage ne s’échappe que par l’écartement, surpression trop élevée | sortie de gaz séparée, légère surpression seulement ; Protection de la racine |
| Excès de pénétration | trop de chaleur ou écartement trop grand à la racine | à éviter en raison de l’effet d’entaille ; avant une reprise à l’envers, meuler la racine |
| Coups d’arc à côté du cordon | arc amorcé sur la tôle | amorcer uniquement dans le chanfrein ; les amorçages peuvent provoquer des fissures et rouiller |
| Racine oxydée, « brûlée » | protection de la racine absente ou insuffisante | inerter, mesurer l’oxygène résiduel ; Protection de la racine |
| Fortes couleurs de revenu | trop de chaleur, mauvaise protection gazeuse, humidité | Éviter et éliminer les couleurs de revenu |
| Déformation | forte dilatation thermique, faible conductivité thermique | peu de chaleur, pointage serré, gabarits ; Gestion thermique |
D’après DVS 0931, DVS 0937, DVS 0946 et la fiche ISER 823. Les imperfections admissibles et leur ampleur sont définies par l’ISO 5817 avec ses niveaux de qualité.
Dommages de corrosion aux cordons
L’acier inoxydable rouille lorsque la couche passive est détruite localement et ne peut pas se renouveler. Aux cordons, les causes sont généralement connues et évitables.
| Type de corrosion | Aspect | Cause | Remède |
|---|---|---|---|
| Corrosion par piqûres | petites piqûres profondes | chlorures, surtout à température élevée ; dépôts comme rouille de contamination, laitier, couleurs de revenu | nuance au molybdène ou indice PREN plus élevé ; traitement propre du cordon après soudage |
| Corrosion caverneuse | attaque dans des interstices étroits, sous des rondelles, dans des fluides stagnants | dans les interstices, l’oxygène manque, la couche passive ne peut pas se renouveler | éviter les interstices par la conception, souder à pleine pénétration ; le molybdène aide |
| Corrosion intergranulaire | décohésion des grains à côté du cordon, dans la zone affectée thermiquement | carbures de chrome aux joints de grains ; aciers à plus de 0,03 % de C en parois plus épaisses, carbone provenant d’un gaz riche en CO₂ | nuances L ou aciers stabilisés ; gaz MAG à faible teneur en CO₂ |
| Corrosion sous contrainte | fissures fines et ramifiées traversant les grains | chlorures, température élevée et contrainte de traction réunis ; les austénitiques à 8–12 % de Ni sont les plus sensibles | duplex ou nuance plus riche en nickel ; éviter les contraintes de meulage, décaper |
| Rouille de contamination | taches de rouille en surface, souvent après quelques jours | particules de fer provenant des outils ou projections d’étincelles lors du travail de l’acier non allié | outils séparés ; éliminer la rouille et décaper |
| Corrosion galvanique | attaque du partenaire le moins noble d’un assemblage | contact avec de l’acier non allié ou de l’aluminium dans un électrolyte | isoler, tenir compte du rapport des surfaces ; Assemblages hétérogènes |
D’après la fiche ISER 823 (2019) et DVS 0937. Les indications sur le choix du matériau selon la sollicitation corrosive figurent dans Ce qui rend l’acier inoxydable.
De la rouille au cordon : les suspects habituels
Si de la rouille apparaît sur ou à côté d’un cordon inox peu après la fabrication, le matériau est rarement en cause. Il s’agit le plus souvent de l’une des causes suivantes.
- Couleurs de revenu non éliminées : l’attaque commence dans la zone appauvrie en chrome située dessous, souvent sous forme de liseré brun-rouge le long du cordon.
- Rouille de contamination : particules de fer provenant de brosses, de disques ou de dispositifs de bridage ayant aussi servi sur de l’acier non allié, ou étincelles de meulage du voisinage.
- Laitier et projections non éliminés, surtout après l’électrode enrobée et le fil fourré.
- Mauvais métal d’apport ou trop de dilution, par exemple un fil pour acier non allié sur de l’inox ou du 308L sur un acier au molybdène.
- Interstice, par exemple une racine sans pleine pénétration ou une soudure d’angle sur une seule face, dans lequel l’humidité s’accumule.
Contrôler et évaluer
Le contrôle visuel est toujours la première étape. Pour les fissures de surface sur les austénitiques, le ressuage convient, la magnétoscopie en revanche non, car l’austénite n’est pas magnétisable.
Les méthodes de contrôle en un coup d’œil : Contrôle et sécurité au travail.
Questions fréquentes
Pourquoi mon cordon en 304 rouille-t-il ?
Le plus souvent à cause de couleurs de revenu, de rouille de contamination ou de laitier non éliminés. En atmosphère chlorurée, le 1.4301 lui-même peut aussi atteindre sa limite ; une nuance au molybdène comme le 1.4404 est alors le meilleur choix.
Comment reconnaître les fissures à chaud ?
Le plus souvent comme une fissure longitudinale au milieu du cordon ou dans le cratère final, souvent visible à l’œil nu ou au ressuage. Elles sont typiques d’un métal fondu entièrement austénitique.
D’où viennent les porosités sur l’inox ?
Le plus souvent d’une protection gazeuse perturbée ou d’humidité dans le gaz. Pour le duplex et le super-duplex, aussi d’un excès d’azote dans le métal fondu.
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.
- Ce qui rend l’acier inoxydable
- Structure, ferrite delta et fissuration à chaud
- Choisir le métal d’apport
- Les procédés en un coup d’œil
- Gaz de protection
- Apport de chaleur et température entre passes
- Préparation du joint et pointage
- Protection de la racine et inertage
- Couleurs de revenu, décapage, passivation
- Duplex et super-duplex
- Assembler l’inox et l’acier non allié
- Contrôle et sécurité au travail
À propos de l’auteur
Robert Lahnsteiner, Ing., est ingénieur international en soudage (IWE) et gérant de MIGAL.CO GmbH. Après une formation en télécommunications et en électronique à la HTL de Braunau, il a travaillé dix-huit ans dans les techniques de soudage chez Fronius à partir de 1983. Depuis 2001, il dirige avec Martin Erl MIGAL.CO, le fabricant de fil de soudage en aluminium établi à Landau an der Isar. Ses domaines de prédilection sont les métaux d’apport en aluminium, la fabrication et le dévidage du fil ainsi que la surveillance des procédés de soudage. Au sein du DVS, il participe depuis une trentaine d’années au comité technique FA03 « Soudage à l’arc » et préside le groupe de travail 2.4.4 « Soudage MIG de l’aluminium ».