Pourquoi le soudage du titane est différent de l'acier inoxydable
Les soudeurs d’acier inoxydable supposent souvent que le titane est identique. Ce n'est pas.
Le titane est réactif. À la température de soudage, il absorbe l’oxygène, l’azote et l’hydrogène de l’air. Les soudures contaminées deviennent fragiles et se fissurent.L'acier inoxydable tolère une certaine exposition à l'air pendant le soudage. Ce n'est pas le cas du titane.
Tube en titane ASTM B338 GR1nécessite les mêmes précautions de soudage que les autres qualités de titane. Aucun raccourci.
Pour les spécifications techniques complètes deTube en titane ASTM B338 GR1, y compris les données de soudabilité et les recommandations sur le métal d'apport, voir la page produit ici.
Exigences de protection contre l'argon
La zone de soudure doit être protégée de l'air jusqu'à ce que le métal refroidisse en dessous de 400 degrés (750 degrés F).
Trois zones nécessitent un blindage :
La flaque de soudure (bouclier avant)
L'arrière de la soudure (purge du support)
La zone affectée par la chaleur-après la soudure (bouclier arrière)
Pour le soudage de tubes,Une purge du support à 100 % d'argon est requise.Aucune exception. La purge doit fonctionner avant d'amorcer l'arc et se poursuivre après l'arrêt de l'arc jusqu'à ce que le tube refroidisse.
Gaz de protection acceptables :Argon pur (99,995% minimum). Les mélanges argon-hélium sont acceptables mais pas nécessaires. N'utilisez pas de mélanges argon-CO₂. Le CO₂ contamine le titane.
Signes d’un blindage inadéquat :Décoloration bleue, paille ou grise sur la soudure ou la surface du tube adjacent. Une soudure correctement blindée est en argent brillant.
Sélection du métal d'apport
Pour le soudage bout à bout deTubes titane GR1, un métal d'apport n'est généralement pas nécessaire. La soudure est réalisée en fusionnant directement les bords du tube.
Lorsqu'un mastic est nécessaire (pour une réparation ou un ajustement-inadapté), utilisezTige d'apport en titane GR1 ou GR2. Ne pas utiliser de mastic ERTi-5 (6Al-4V) sur le métal de base GR1. L’inadéquation entre la résistance et la ductilité pose des problèmes.
La tige de remplissage doit être nettoyée avant utilisation.Essuyer avec de l'acétone et conserver dans un récipient propre. Un mastic huileux ou sale contamine la soudure.
Étapes de nettoyage avant le soudage
La contamination est la principale cause des échecs des soudures en titane.
Étapes de nettoyage requises :
Enlevez l'huile, la graisse ou les empreintes digitales avec de l'acétone ou de l'alcool isopropylique
Retirez la couche d'oxyde avec une brosse métallique en acier inoxydable propre (dédiée au titane uniquement - jamais utilisée sur l'acier au carbone ou d'autres métaux)
Essuyez à nouveau avec du solvant
Souder dans les 4 heures suivant le nettoyage
Ne pas utiliser :Solvants chlorés (tétrachlorure de carbone, trichloréthylène). Ceux-ci laissent des résidus qui provoquent des fissures par corrosion sous contrainte.
Ne pas utiliser :Tampons ou meules abrasifs qui ont été utilisés sur d'autres métaux. Les particules de fer incrustées provoquent ultérieurement une corrosion galvanique.
Défauts de soudure courants
| Défaut | Cause | Prévention |
|---|---|---|
| Décoloration bleue ou paille | Protection insuffisante contre l'argon | Augmentez le débit de gaz, vérifiez la purge, ajoutez un écran anti-fuite |
| Soudure grise | Contamination grave | Nettoyer le métal de base, vérifier la pureté du gaz, remplacer le remplissage |
| Fissure au niveau du cordon de soudure | Fragilisation par l'hydrogène | Vérifiez l'humidité dans la conduite d'argon, nettoyez le métal de base. |
| Porosité | Métal de base ou enduit sale | Nettoyer soigneusement, stocker le mastic correctement |
| Saper | Courant ou vitesse de déplacement excessif | Réduire l'ampérage, augmenter la vitesse de déplacement |
| Fusion incomplète | Faible courant ou mauvais ajustement- | Ajustez les paramètres, assurez-vous que les extrémités des tubes sont carrées |
Toute soudure de couleur bleue, paille ou grise doit être rejetée.Éliminer la décoloration ne résout pas le problème. Le métal en dessous est déjà fragilisé.
Exigences en matière de tests de soudure
Pour soudéTube en titane ASTM B338 GR1, la norme exige :
Test par courants de Foucault- 100 % du cordon de soudure
Test d'aplatissement- le cordon de soudure ne doit pas se fissurer lorsque le tube est aplati
Essai de torchage- le cordon de soudure ne doit pas se fissurer lorsque l'extrémité du tube est dilatée
Pour les applications critiques, des tests supplémentaires sont disponibles :
Tests radiographiques (RT)- détecte les défauts de soudure internes
Ressuage (PT)- détecte des fissures en surface
Essai de pliage- confirme la ductilité de la zone de soudure
Ces tests doivent être documentés sur le certificat de l'usine.Si un fournisseur ne peut pas fournir de résultats de courants de Foucault pour les tubes soudés, les tubes ne sont pas conformes à la norme ASTM B338.
Soudage en atelier ou soudage sur le terrain
Soudage en atelier(à l'usine de tubes) est automatisée. Les paramètres sont contrôlés. Le blindage à l'argon est cohérent. La qualité est élevée.
Soudage sur site(lors de l'installation ou de la réparation) est manuel. L'ajustement-est plus difficile. La purge à l'argon est plus difficile. La qualité dépend des compétences du soudeur.
Pour le soudage sur site deTubes titane GR1, des précautions supplémentaires sont requises :
Utiliser un volume de purge d'argon plus important pour compenser les fuites
Utilisez un bouclier anti-fuite sur la torche
Souder à l'air calme (pas de ventilateurs ni de courants d'air)
Testez les premières soudures et coupez-les pour inspection
De nombreux fabricants exigent une qualification de soudeur sur le titane avant de commencer les travaux sur le terrain.Un soudeur qui réalise des soudures parfaites sur l’acier inoxydable peut échouer sur le titane.
FAQ
1. Le tube en titane GR1 peut-il être soudé à l’acier inoxydable ?
Pas directement. Le titane et l'acier inoxydable forment des composés intermétalliques fragiles. Utilisez un joint de transition (plaque d'acier inoxydable en titane lié par explosion--) ou une connexion mécanique (brides, viroles).
2. Que se passe-t-il si une soudure en titane devient bleue ?
La couleur bleue signifie une contamination par l'oxygène. Le métal fondu est fragilisé. Il se fissurera sous l'effet du stress ou en service.Découpez la soudure bleue et ressoudez-avec un blindage approprié.
3. La même électrode en tungstène peut-elle être utilisée pour le titane et l’acier inoxydable ?
Non. Le tungstène peut récupérer le fer de l’acier inoxydable et le transférer vers la soudure en titane. La contamination par le fer provoque une corrosion galvanique.Dédiez un jeu d’électrodes de tungstène au titane uniquement.
4. Un préchauffage est-il requis pour le soudage du titane GR1 ?
Non, le GR1 ne nécessite pas de préchauffage. Un préchauffage excessif (au-dessus de 150 degrés) augmente en fait le risque de contamination car le métal chaud absorbe l'oxygène plus rapidement.
5. Quelle est l’épaisseur minimale de paroi des tubes GR1 soudés ?
0,5 mm est le minimum pratique pour les tubes soudés et étirés. En dessous, le soudage est difficile et le cordon de soudure devient peu fiable. Pour des murs plus fins, utilisez du sans soudure.
6. Les tubes GR1 peuvent-ils être soudés sur le terrain sans purge de support ?
Non. Certains entrepreneurs tentent de sauter la purge du support sur les tubes de petit diamètre. La racine de soudure s'oxyde et échoue.La purge de sauvegarde n’est pas facultative.
7. Comment vérifier la pureté du gaz argon pour le soudage du titane ?
Utilisez un purificateur de gaz ou soudez un coupon de test et recherchez la couleur. Une soudure en argent indique de l'argon pur. Le bleu ou la paille signifie une contamination. L'argon de grade 5 (99,995 %) est le minimum acceptable.
8. Le GR1 peut-il être soudé au GR2 ?
Oui. GR1 et GR2 sont entièrement compatibles. Utilisez du mastic GR2 ou pas de mastic. La soudure aura des propriétés entre les deux qualités.
9. Quelle est la décoloration maximale acceptable selon ASTM B338 ?
La couleur paille clair à l'arrière de la soudure est autorisée par certaines interprétations, mais la plupart des acheteurs précisentpas de décolorationde chaque côté. L'argent est la seule couleur acceptable pour le service critique.
10. Le soudage réduit-il la résistance à la corrosion du GR1 ?
Pas si cela est fait correctement. Une soudure en argent correctement protégée a la même résistance à la corrosion que le métal de base. Une soudure bleue ou grise contaminée se corrodera préférentiellement.
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