Principes de sélection des matériaux de soudage

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Principes de sélection des matériaux de soudage Les dessins de conception des équipements sous pression pour les matériaux de soudage stipulent les performances des joints soudés. Généralement, la performance des joints soudés ne doit pas être inférieure à celle du métal de base ou répondre aux exigences techniques spécifiées dans les dessins. Les joints soudés comprennent la zone de soudure, la zone de fusion et la zone affectée par la chaleur. La zone de soudure est composée du métal déposé du matériau de soudage et du métal de base fondu. Les propriétés des matériaux de soudage sont toutes des propriétés du métal déposé (à l'exclusion du métal de base) et ne peuvent pas représenter les propriétés de la soudure. À l'exception de la migration du carbone entre le métal fondu et la zone affectée thermiquement, aucun matériau de soudage ne peut agir sur la zone affectée thermiquement pendant le processus de soudage pour modifier ses propriétés. Lors de la sélection des matériaux de soudage, les performances du métal fondu sont principalement prises en compte. Afin de garantir les performances du joint soudé, le processus de soudage (notamment le traitement thermique après soudage, l'énergie de ligne, etc.) doit être coordonné. Principe de base Le principe de base pour la sélection des matériaux de soudage est que les performances du métal fondu doivent être supérieures ou égales à la limite inférieure de la valeur spécifiée dans la norme correspondante sur les métaux de base ou répondre aux conditions techniques spécifiées dans le dessin. La sélection des matériaux de soudage doit être soigneusement étudiée en fonction de la composition chimique, des propriétés mécaniques et des performances de soudage du métal de base, combinées aux caractéristiques structurelles, aux conditions d'utilisation et aux méthodes de soudage de l'équipement sous pression, et déterminée par des tests si nécessaire. Métal fondu de la même nuance d'acier ① Le métal soudé de l'acier au carbone et de l'acier faiblement allié doit garantir des propriétés mécaniques et sa résistance à la traction ne doit pas dépasser la limite supérieure spécifiée dans la norme sur les métaux de base plus 30 MPa. La composition chimique du métal fondu des aciers faiblement alliés résistant à la chaleur doit également être garantie. ②Le métal fondu des aciers fortement alliés doit garantir des propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion. ③Le métal soudé de la couche de base en acier composite en acier inoxydable doit garantir des propriétés mécaniques et sa résistance à la traction ne doit pas dépasser la limite supérieure spécifiée par la norme du matériau de base plus 30 MPa ; le métal fondu de la couche de revêtement doit garantir la résistance à la corrosion et, lorsqu'il existe des exigences de performances mécaniques, les propriétés mécaniques doivent également être garanties. Des soudures de transition doivent être utilisées aux jonctions entre les soudures de bardage et les soudures de base et entre les soudures de bardage et les plaques d'acier de base. Métal soudé de différentes qualités d'acier Le métal soudé entre l'acier au carbone et l'acier faiblement allié de différentes qualités d'acier à résistance doit garantir les propriétés mécaniques, et sa résistance à la traction ne doit pas dépasser la limite supérieure spécifiée par la norme pour le métal de base à plus haute résistance. Le métal d’apport entre l’acier austénitique fortement allié et l’acier au carbone ou l’acier faiblement allié doit garantir la résistance aux fissures et les propriétés mécaniques. Il est conseillé d'utiliser des matériaux de soudage avec une teneur en chrome et en nickel plus élevée que le métal de base en acier austénitique fortement allié. Deux problèmes : faire correspondre la résistance du métal soudé et du métal de base. Pour les équipements sous pression, les propriétés mécaniques du joint soudé sont des propriétés fondamentales. Pour l'acier au carbone et l'acier faiblement allié, l'adéquation de la résistance du métal soudé et du métal de base est un « point chaud » dans l'industrie des équipements sous pression et dans l'industrie du soudage. Il existe de nombreux débats de recherche. La correspondance des propriétés mécaniques du métal soudé et du métal de base doit uniformément prendre en compte la correspondance de résistance, la correspondance de plasticité et la correspondance de ténacité. Pour les sections de résistance, les matériaux de soudage sont sélectionnés selon le principe de « résistance égale ». Le joint soudé peut avoir une réserve de ténacité suffisante, et une « super résistance » appropriée est en effet propice à l'amélioration de la résistance du joint à la rupture fragile. Utilisez de l'acier à haute résistance avec un niveau de résistance de 700 MPa ~ 800 MPa comme matériau de base, sélectionnez des électrodes de différents niveaux de résistance pour le soudage et effectuez des tests de chute de poids et des tests de traction sur plaques larges à encoche profonde. Les résultats montrent que si le métal soudé est trop résistant ou trop faible, cela entraînera facilement une rupture fragile et un joint proche de la même résistance est idéal. L'adaptation à faible résistance des soudures peut également réduire la température de préchauffage et la sensibilité aux fissures à froid en termes de technologie. Les matériaux de soudage sont généralement sélectionnés en fonction de la valeur nominale garantie du métal déposé, et la résistance réelle du métal déposé dépasse souvent la valeur nominale garantie. Si les facteurs métallurgiques ou le taux de fusion sont également pris en compte, le niveau de résistance réel du métal fondu sera bien supérieur à la valeur nominale garantie du métal déposé du matériau de soudage. Le souhait est d'avoir un match « à faible intensité », mais la réalité pourrait être « tout aussi forte »” ； Le souhait est « résistance égale », mais la réalité peut être « super résistance », de sorte que le problème d'appariement doit être analysé en fonction du niveau de résistance réel du métal soudé. Des métaux soudés différents utilisent de l'acier moyennement et fortement allié résistant à la chaleur, de l'acier inoxydable martensitique et de l'acier inoxydable ferritique, qui ont de mauvaises performances de soudage. Afin d'éviter les fissures à froid, la température de préchauffage est élevée, la température intermédiaire est strictement contrôlée, un traitement thermique est requis après le soudage et les conditions du processus de soudage sont strictes. Afin d'éviter le préchauffage et le postchauffage pendant la construction proprement dite, des matériaux de soudage en acier austénitique sont également utilisés pour le soudage afin d'améliorer la plasticité du joint soudé et d'éviter l'apparition de fissures de soudage. À l'heure actuelle, étant donné que la composition chimique, la structure métallographique, les propriétés physiques et les propriétés mécaniques du métal fondu sont très différentes de celles du métal de base, les contraintes résiduelles de soudage sont inévitables et peuvent avoir un effet négatif sur les performances du joint soudé.