Les aciers SSAB Strenx (Weldox)

Description des aciers Strenx (remplaçants des Weldox?)

L’acier à hautes performances Strenx® rends vos produits plus légers, sûrs, compétitifs et durables. Ces caractéristiques sont nettement supérieures à celles d’un acier ordinaire.

Les aciers Strenx 700 E/F sont des aciers structurels qui correspondent aux nuances S690 (QL et QL1). Il sont destinés aux applications fortement sollicitées. L’acier Strenx 700E correspond aux nuances S690 QL alors que le Strenx 700 correspond lui au S 690 QL1.

Allant de 4 à 160 mm, ils présentent les avantages suivants:

Bonne aptitude au pliage
Bonne aptitude au soudage (avec une résistance et ténacité excellente en ZAT)
Bonne homogénéité
Résilience élevée

Sa limite d’élasticité minimale (Rp0,2) est de 650 à 700 Mpa suivant l’épaisseur. Les limites de ruptures sont données de 710 à 930 Mpa. L’allongement est donné pour A5=14%. Les résiliences donnent des valeurs minimales garanties sur des éprouvettes Charpy V 10×10 mm de 69J/-40°C pour le Strenx 700 E (S690 QL) et 27J/-60°C pour le Strenx 700 F (S690 QL1).

La composition chimique maximale de chaque élément est :
C:0,20% | Si: 0,60% | Mn: 1,60% | P: 0,02% | S: 0,01% | Cr: 0,80% | Cu: 0,30% | Ni: 2% | Mo: 0,70% | B: 0,005%

Le carbone équivalent est: Ceq max: 0,48 de 4 à 5 mm, 0,49 pour les épaisseurs 5,1 à 30 mm, 0,52 pour les épaisseurs 30,1 à 60 mm, 0,58 pour les épaisseurs 60,1 à 100 mm, 0,67 pour les épaisseurs 100,1 à 130 mm et 0,73 pour les épaisseurs 130,1 à 160 mm.

Paramètres influant sur le soudage des aciers Strenx ou Weldox

Enlever l'humidité, corrosion, huiles et impuretés
Choisir les consommables adaptés
Respecter les éventuelles températures de préchauffage, même si généralement le préchauffage n'est pas préconisé
Respecter les températures entre les passes éventuelles
Adopter les énergies de soudage adéquates
Mettre en oeuvre une séquence de soudage correcte
Choisir une préparation des bords adaptée

Choix des consommables faiblement alliés ou non alliés

De manière générale, il n’y a pas de consommable spécifique à utiliser. Les aciers Strenx 700 présentent peu de problèmes de soudabilité. Vérifier le taux de présence d’hydrogène du consommable par contre. Les consommables sont proposés pour la gamme Weldox selon l’AWS. Vous devrez faire une correspondance pour les Strenx et EN 10025/10027.

Pour souder les aciers Strenx avec des consommables non alliés ou faiblement alliés, il faudra cependant vérifier que la teneur en hydrogène des consommables est inférieure ou égale à 5ml/100g de métal soudé. Il faut respecter les consignes des fabricants de consommables quand au stockage, étuvage des consommables.

Soudage de l'acier Strenx/Weldox avec des consommables inoxydables

Gaz de soudage préconisés

En règle générale, les gaz de protection à utiliser sont les même que pour le soudage des aciers non alliés ou faiblement alliés. Donc des gaz Argon+CO² ou Argon+CO²+O² peuvent être utilisés.

Un mélange Argon+ 18 à 20% CO² est idéal pour le soudage manuel et Argon+ 8 à 10% CO² convient mieux pour le soudage automatique ou robotisé.

Tableau des gaz proposés:

Enérgie de soudage

Il est important d’affecter un facteur k qui prendra en compte l’influence du procédé sur l’énergie de soudage.

Une énergie de soudage excessive augment la largeur affectée thermiquement (ZAT) et altère les propriétés mécaniques et la résistance à l’abrasion dans la ZAT.

il est donc souhaitable d’avoir une faible énergie de soudage sans pour autant qu’elle soit TRES faible. Sinon on peut affecter la résistance aux chocs( résilience). Avec une faible énergie de soudage car on obtient une:

Voici les énergies de soudage recommandées par Strenx/Weldox en fonction des épaisseurs et du type de nuances Strenx/Weldox

Temps de refroidissement T800/500

Pour rappel, le T800/500 est le temps qu’il faut à une soudure pour passer de 800°C à 500°C tout en sachant que c’est une zône de température généralement critique. Les temps de refroidissement dépendent de plusieurs paramètres et peuvent être estimés avec les données des fabricants ou les outils métallurgiques.

Dispositions constructives

Le jeu de soudage doit être inférieur à 3mm avant pointage et doit rester constant le long du joint. Eviter si possible les amorces et arrêts de soudures dans les zônes contraintes (angles par exemple). Il est préférable de démarrer les soudures à 50 mm minimum d’un angle et de boucler complètement l’angle. On peut aussi utiliser des pièces martyres pour les limiter les risques d’amorçage de fissures sur les bords de pièces.

Fissuration due à l'hydrogène

Pour limiter les risques de fissuration à l’hydrogène voici ce qui est préconisé:

Préchauffer la soudure à la température recomandée
Utiliser des consommables à faible teneur en hydrogène. Procédez à un étuvage éventuellement
Nettoyer (rouille, graisse, huile, givre)
Utiliser les consommables recommandés ci-dessus
Adopter une séquence de soudage correcte
Jeu de soudage inférieur à 3 mm

Température de préchauffage et entre passes minimales

Pour éviter la fissuration due à l’hydrogène, il faut respecter un processus précis de préchauffage et de maintien de température entre passes (pendant le cycle de soudage). Les températures de préchauffage se calculent avec diverses méthodes: BWRA, SEFERIAN, etc. Elles sont fonction de la composition chimique des aciers soudés. SSAB propose néanmoins un tableau qui recense les températures de préchauffage et entre passes en fonction de la nuance soudée et de l’épaisseur.

Si vous soudez des aciers de même nuance et deux épaisseurs différentes, vous choisirez les valeurs correspondant à l’épaisseur la plus grande.

Si vous soudez des aciers de nuances différentes, vous choisirez les températures correspondant à la nuance qui nécessite le préchauffage le plus important.

Les données sont calculées pour des énergies de soudage supérieures à 1,7 kJ/mm. Pour des énergies inférieures, vous devrez augmenter les valeurs du tableau de 25°C.

Pour les énergies de soudage inférieures à 1 kJ/mm, SSAB peut proposer des recommandations, ou alors vosu pouvez utiliser les méthodes métallurgiques connues.

Si vous travaillez avec une humidité élevée ou une température inférieure à 5°C, augmentez les valeurs du tableau de 25°C.

Température de préchauffage et entre passes maximales

Il s’agit des températures maximales recommandées dans le cordon ou directement adjacent au cordon.

Conseils techniques pour le préchauffage

L’idéal pour préchauffer de façon homogène les pièces est d’utiliser des résistances chauffantes. Un thermomètre infrarouge ou de contact peut être utilisé pour contrôler les températures. Les mesures doivent si possible être effectuées à l’opposé du cordon soudé.

Il faut respecter un temps d’attente de 2 minutes minimum par 25 mm d’épaisseur avant de vérifier la température de préchauffage. La température minimale de préchauffage doit être obtenue dans une zône de 7mm + 75 mm autour du joint visé.

Le rechargement dur

Si le cordon doit se placer dans une zone exposée à l’abrasion, on peut appliquer un rechargement dur avec des consommables prévus pour améliorer la résistance à l’abrasion. Certains de ces consommables nécessitent des températures très élevées qui peuvent dépasser les températures entre passes recommandées pour les aciers Strenx/Weldox. Ceci peut affaiblir la dureté du métal ainsi que la résistance à l’abrasion dans la zone préchauffée.

Il est parfois utile d’effectuer une soudure de transition qui limite les différences entre les compositions extrêmes du métal de base et celui de rechargement.

Limiter les déformations

Les déformations dépendent des métaux de base, des épaisseurs et des séquences de soudage utilisées.

Voici quelques consignes pour limiter les déformations:

Energie de soudage la plus faible possible
Appliquer une prédéformation d'un angle qui compensera cette déformation
Brider
Aplliquer un jeu de soudage constant (3 mm maxi)
Souder symétriquement
Augmenter le nombre de points de soudures
Utiliser la technique du pas de pélerin
Réduire l'angle du chanfrein

Primaire Strenx

Le primaire Strenx est constitué d’une faible teneur en zinc sur laquelle on peut souder directement. Cependant pour limiter les porosités il est préférable de meuler, brosser la zône avant de souder. Pensez à ventiler les lieux pour se protéger.

Doit-on effectuer un traitement thermique sur les aciers Strenx/Weldox?

Les aciers Strenx/Weldox ne doivent pas subir de traitement de type recuit de détente. Il y’aurait un risque de compromettre les propriétés mécaniques du matériau.

Gamme Strenx

*L’article est une synthèse des informations données par Strenx (SSAB)
*La majorité des illustrations viennent des document SSAB qui présente les gammes Strenx.

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