La procédure PWHT du P91

L'acier martensitique P91 est largement utilisé pour des applications exigeantes, notamment les centrales électriques supercritiques. Il présente une résistance élevée, une stabilité thermique et une résistance à la corrosion - des caractéristiques qui le rendent adapté à ces tâches.

Les PWHT sont souvent nécessaires pour les soudures de grade 91 afin de réduire les contraintes résiduelles et d'améliorer la ténacité ; cependant, ce traitement peut être long et coûteux ; ce projet explore donc des moyens alternatifs de traiter les soudures de grade 91 en utilisant plutôt le soudage par dépôt contrôlé.

Court-circuit modifié MIG

Contrairement aux méthodes conventionnelles de soudage par transfert en court-circuit, cette technique utilise un contact périodique entre l'électrode et le bain de soudure afin de transférer le métal en fusion entre eux, ce qui réduit la production de projections et améliore la qualité de la soudure en empêchant l'emprisonnement de gaz dans la soudure, ce qui la rend particulièrement adaptée aux applications où l'épaisseur est importante.

Cette méthode de soudage se caractérise également par un faible apport de chaleur, ce qui la rend adaptée aux matériaux minces qui pourraient se déformer ou se tordre à des températures élevées. Un fil-électrode touche la pièce plusieurs fois par seconde avant d'être brièvement court-circuité et d'éteindre son arc. Ce cycle dissipe rapidement la chaleur tout en diminuant le transfert de métal dans le bain de soudure.

Le soudage MIG en court-circuit modifié est proposé avec différentes formes d'ondes de courant. Certaines offrent plus de possibilités de contrôle que d'autres, notamment des valeurs de courant de phase d'attente plus faibles et des impulsions en deux étapes. En outre, les taux de baisse de puissance pendant les cycles de démarrage/extinction ont un effet important sur la chaleur instantanée ajoutée aux bains de soudure.

MIG pulsé

Le soudage MIG pulsé est idéal pour les applications nécessitant un meilleur contrôle, telles que les applications qui impliquent des brûlures ou des déformations des produits finis. Grâce à sa capacité à régler le courant de crête, le courant de fond et la fréquence des impulsions, le soudage MIG pulsé permet aux soudeurs de gérer avec précision l'apport de chaleur dans un arc en contrôlant son apport de chaleur grâce au réglage du courant de crête, au contrôle du courant de fond et aux réglages de la fréquence des impulsions. Ce contrôle thermique amélioré permet d'obtenir des finitions de meilleure qualité.

En outre, il réduit les problèmes liés à la chaleur associés à d'autres procédés de soudage, ce qui permet aux opérateurs d'utiliser des fils de plus grand diamètre et des vitesses de déplacement plus rapides pour augmenter la productivité et éviter les coûts de reprise après soudage.

Le soudage MIG pulsé offre de nombreux avantages à l'industrie, notamment une meilleure qualité de soudage, une réduction des imperfections de distorsion et une plus grande précision lors de l'utilisation de matériaux sensibles à la chaleur. Certains générateurs proposent même des options de double impulsion pour aller encore plus loin : les soudeurs peuvent ainsi passer plus facilement d'une procédure à l'autre tout en réduisant les temps de formation pour les nouveaux soudeurs.

Chauffage par induction

Le chauffage par induction utilise l'induction électromagnétique pour chauffer des matériaux conducteurs d'électricité comme le métal. Cette méthode sans contact permet de réduire les temps de cycle et la consommation d'énergie, ce qui la rend idéale pour les taux de production élevés. En outre, les opérateurs peuvent contrôler précisément la température afin de minimiser les déformations et les gauchissements des pièces à usiner.

Le chauffage par induction permet d'atteindre rapidement des températures élevées, ce qui élimine le besoin de cycles de réchauffement et de refroidissement et permet d'économiser du temps et de l'argent dans les secteurs où les délais sont serrés, tels que l'aérospatiale et la construction automobile.

Cependant, le chauffage par induction a une profondeur de pénétration limitée en raison du champ électromagnétique produit par sa bobine qui ne chauffe que la surface d'une pièce. Bien que sa fréquence augmente, la profondeur de pénétration augmente légèrement avec le changement de fréquence, ce qui peut poser des problèmes dans les applications nécessitant une pénétration plus profonde. En outre, l'induction nécessite une expertise en ce qui concerne la conception de la bobine et les réglages de fréquence qui affectent le comportement du matériau, ce qui rend cette forme de chauffage souvent plus coûteuse que les autres méthodes de chauffage.

Processus de soudage

L'acier P91, tout en présentant un rapport résistance/poids exceptionnel, est sensible à la fissuration induite par l'hydrogène et nécessite un contrôle rigoureux des paramètres de soudage afin de la minimiser. Les températures de préchauffage et d'interpassage doivent également être strictement maintenues, tandis que la "fenêtre" de soudabilité doit rester étroite afin de permettre des temps d'affinage et de revenu rapides qui contribueront à minimiser la fissuration induite par l'hydrogène.

Le soudage MIG à court-circuit modifié offre plusieurs avantages par rapport au TIG à cet égard, avec des vitesses de déplacement trois à quatre fois plus rapides et des purges arrière souvent éliminées, ce qui permet d'économiser à la fois des coûts et de la consommation de gaz. En outre, l'utilisation de formes d'ondes avancées peut contribuer à éliminer les brûlures à la racine pour améliorer la microstructure de la soudure et le revenu.