Le soudage de tubes et de tuyauteries en acier inoxydable nécessite souvent une rétro-purge à l'argon lors de l'utilisation de procédés traditionnels tels que le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) et le soudage à l'arc sous protection métallique (SMAW). Mais le coût du gaz et le temps d'installation du processus de purge peuvent être importants, en particulier lorsque les diamètres et les longueurs des tuyaux augmentent.
Lors du soudage de l'acier inoxydable de la série 300, les entrepreneurs peuvent éliminer le refoulement dans les soudures de canaux radiculaires ouverts en passant du GTAW ou du SMAW traditionnel à un procédé de soudage amélioré, tout en obtenant une qualité de soudure élevée, en maintenant la résistance à la corrosion du matériau et en respectant la spécification de procédure de soudage (WPS) nécessite un procédé de soudage à l'arc sous gaz et métal en court-circuit (GMAW). Le procédé GMAW en court-circuit amélioré apporte également des avantages supplémentaires en termes de productivité, d'efficacité et de facilité d'utilisation, contribuant ainsi à améliorer les bénéfices.
Favorisés pour leur résistance à la corrosion et leur solidité, les alliages d'acier inoxydable sont utilisés dans de nombreuses applications de tuyaux et de tubes, y compris le pétrole et le gaz, la pétrochimie et les biocarburants. Bien que le GTAW soit traditionnellement utilisé dans de nombreuses applications en acier inoxydable, il présente certains inconvénients qui peuvent être résolus par un GMAW amélioré en court-circuit.
Premièrement, alors que la pénurie de soudeurs qualifiés se poursuit, trouver des travailleurs familiarisés avec le GTAW est un défi permanent. Deuxièmement, le GTAW n'est pas le procédé de soudage le plus rapide, ce qui entrave les entreprises qui cherchent à augmenter leur productivité pour répondre aux demandes des clients. Troisièmement, il nécessite un rinçage long et coûteux des tubes en acier inoxydable.
Qu'est-ce que le refoulement ? La purge est l'introduction de gaz pendant le processus de soudage pour éliminer les contaminants et fournir un soutien. La purge arrière protège l'arrière de la soudure contre la formation d'oxydes lourds en présence d'oxygène.
Si l'arrière n'est pas protégé pendant le soudage du canal radiculaire ouvert, des dommages au substrat peuvent en résulter. Cette panne est appelée saccharification, ainsi nommée parce qu'elle se traduit par une surface qui ressemble à du sucre à l'intérieur de la soudure. le processus de décapage et de soudage jusqu'à ce que le cordon de racine soit terminé.
Éliminer le refoulement. Les retraçages peuvent coûter beaucoup de temps et d'argent, ajoutant dans certains cas des milliers de dollars au projet. La transition vers un procédé GMAW amélioré en court-circuit a permis à l'entreprise d'effectuer des passes de fond sans rétrobalayage dans de nombreuses applications d'acier inoxydable.
Le maintien de l'apport de chaleur aussi faible que possible aide à maintenir la résistance à la corrosion de la pièce. La réduction du nombre de passes de soudage est un moyen de réduire l'apport de chaleur. Les procédés GMAW améliorés en court-circuit, tels que le dépôt de métal régulé (RMD®), utilisent un transfert de métal contrôlé avec précision pour assurer un dépôt uniforme des gouttelettes. Cela permet au soudeur de contrôler plus facilement le bain de fusion, qui à son tour contrôle l'apport de chaleur et la vitesse de soudage.
Avec un transfert de métal contrôlé et une congélation plus rapide du bain de soudure, le bain de soudure est moins turbulent et le gaz de protection laisse le pistolet GMAW relativement intact. Cela permet au gaz de protection de passer à travers la racine ouverte, déplaçant l'atmosphère et empêchant la saccharification ou l'oxydation à l'arrière de la soudure. Cette couverture de gaz ne prend que peu de temps car les flaques gèlent très rapidement.
Les tests ont montré que le procédé GMAW en court-circuit modifié répond aux normes de qualité de soudage tout en maintenant la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable comme lorsque le cordon de racine était soudé avec GTAW.
Un changement de procédé de soudage oblige une entreprise à recertifier son WPS, mais un tel changement peut générer d'énormes gains de temps et des économies de coûts pour les nouveaux travaux de fabrication et de réparation.
Le soudage à ciel ouvert du canal radiculaire à l'aide d'un procédé GMAW en court-circuit amélioré offre des avantages supplémentaires en termes de productivité, d'efficacité et de formation des soudeurs.
Élimine le potentiel de canaux chauds en raison de la possibilité de déposer plus de métal pour augmenter l'épaisseur du canal racine.
Excellente tolérance pour les désalignements élevés et faibles entre les sections de tuyaux. Grâce au transfert de métal en douceur, le processus peut facilement combler les écarts jusqu'à 3⁄16 pouces.
La longueur de l'arc est constante quelle que soit l'extension de l'électrode, ce qui compense les opérateurs qui ont du mal à maintenir une extension constante. Un bain de fusion plus facilement contrôlé et un transfert de métal constant peuvent réduire le temps de formation des nouveaux soudeurs.
Réduisez les temps d'arrêt pour les changements de processus. Le même fil et le même gaz de protection peuvent être utilisés pour les canaux de racine, de remplissage et de bouchage. Un processus GMAW pulsé peut être utilisé à condition que les canaux soient remplis et bouchés avec au moins 80 % de gaz de protection à base d'argon.
Pour les opérations cherchant à éliminer le contre-balayage dans les applications en acier inoxydable, il est important de suivre cinq conseils clés pour réussir lors du passage à un procédé GMAW en court-circuit modifié.
Nettoyez l'intérieur et l'extérieur des tuyaux pour éliminer tout contaminant. Utilisez une brosse métallique conçue pour l'acier inoxydable pour nettoyer l'arrière du joint à au moins 1 pouce du bord.
Utilisez un métal d'apport en acier inoxydable à haute teneur en silicium, tel que 316LSi ou 308LSi. La teneur plus élevée en silicium facilite le mouillage du bain de soudure et agit comme un désoxydant.
Pour de meilleures performances, utilisez un mélange de gaz de protection spécialement formulé pour le processus, tel que 90 % d'hélium, 7,5 % d'argon et 2,5 % de dioxyde de carbone. Une autre option est 98 % d'argon et 2 % de dioxyde de carbone. Le fournisseur de gaz de soudage peut avoir d'autres recommandations.
Pour de meilleurs résultats, utilisez une pointe conique et une buse pour la canalisation des racines afin de localiser la couverture de gaz. La buse conique avec diffuseur de gaz intégré offre une excellente couverture.
Notez que l'utilisation du procédé GMAW en court-circuit modifié sans gaz de support produit une petite quantité de tartre à l'arrière de la soudure. Cela s'écaille généralement lorsque la soudure refroidit et répond aux normes de qualité pour les applications pétrolières, de centrales électriques et pétrochimiques.
Jim Byrne est directeur des ventes et des applications pour Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
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