Q: Je suis en train de souder sur un arbre en acier 1141 et j'ai des fissures dans la soudure. Vous attendriez-vous à cela? J'utilise un fil MIG ER70S-6. Est-ce le bon type de fil à utiliser? D'un autre côté, peut-il même être soudé?

R: Les réponses à vos questions sont: «Je ne suis pas surpris», «non» et «peu probable». Laissez-moi élaborer. La série d'alliages 1141 de l'American Iron and Steel Institute (AISI) et de la Society of Automotive Engineers (SAE) (c'est-à-dire AISI-SAE 1141) est considérée comme une nuance d'acier au carbone traitable par la chaleur, «à usinage libre» (ou «coupe libre»). Les types d'acier à usinage libre contiennent des niveaux plus élevés de soufre (0,05% ou plus), de phosphore (0,04% ou plus) ou de plomb pour une usinabilité ou des caractéristiques d'usinage améliorées. Ces types d'aciers comprennent les séries d'alliages AISI-SAE 11XX (usinage libre resulfuré) et les séries d'alliages AISI-SAE 12XX (usinage libre resulfuré / rephosphorisé) (voir figure 1). Si l'acier contient du plomb, il sera désigné par la lettre «L» après les deux premiers chiffres de toute désignation d'acier.

Figure 1: Liste partielle des aciers AISI-SAE, montrant les nuances «d'usinage libre»

Lors de la coupe de la plupart des types d'acier dans un tour ou une fraiseuse, les copeaux ont tendance à se détacher en longs brins ondulés. Cela peut être fastidieux et même gêner le processus d'usinage, sans un certain type de brise-copeaux sur le trépan de coupe. Alternativement, les types d’acier à usinage libre, avec leurs niveaux plus élevés de soufre, de phosphore et de plomb, produisent des points faibles uniformes dans la microstructure du métal. Chaque fois que la mèche de coupe touche un point faible, le rasage se brise et le métal peut être retiré en petits copeaux uniformes.

Cependant, ce qui est bon pour le machiniste est mauvais pour le soudeur. Le soufre, le phosphore et le plomb sont des alliages à bas point de fusion. Dans le soudage à l'arc, le métal fondu fondu commence immédiatement à se solidifier de l'extérieur d'abord, puis au centre du cordon. Lors de ce processus de solidification, ces alliages à bas point de fusion sont les derniers à se resolidifier et ont donc tendance à migrer vers le centre du cordon de soudure. Si ces éléments sont présents à des niveaux excessifs, cela crée une concentration élevée de matériau plus mou au centre du cordon, qui sous les contraintes créées lorsque la soudure se solidifie, entraîne très souvent une fissuration de la ligne médiane. Ceci est considéré comme une forme de fissuration à chaud, car il se produit immédiatement alors que le cordon de soudure est encore chaud. En fait, selon le type particulier, certaines nuances d'acier à usinage libre sont considérées comme simplement soudables; ce qui signifie qu'il en résultera presque toujours une fissuration de la soudure. À titre d'exemple, généralement tout acier d'usinage libre avec du plomb serait considéré comme non soudable. Notez également qu'une teneur élevée en soufre peut également entraîner une porosité du métal de soudure.

En général, le soudage sur toute nuance d'acier à usinage libre doit être évité. Cependant, si cela doit être tenté, sans aucune garantie de succès, alors un consommable à faible teneur en hydrogène avec un système de laitier de base est recommandé. Une faible teneur en hydrogène contribue à réduire la formation de porosité en sulfure d'hydrogène et un système de laitier basique réduit la teneur en soufre et en phosphore du métal de soudure. Pour le soudage à la baguette, une électrode en acier inoxydable spéciale pour les aciers difficiles à souder / sensibles à la fissuration, comme un type 312 modifié (par exemple le Blue Max 2100 de Lincoln Electric), peut être votre meilleur choix. Il a une tolérance très élevée aux aciers d'usinage libre ou aux aciers avec un faible rapport manganèse / soufre (c'est-à-dire <20), évitant les problèmes de fissuration à chaud lorsque de nombreux autres types d'électrodes ne le font pas. Parmi les électrodes en acier au carbone, pour le soudage à la baguette, une électrode E7018 est préférée, par rapport aux types E6010, E6011, E6013, E7014, etc. Pour le soudage fourré, sous protection gazeuse, un fil E70T-5 ou "T-5" est préférable, par rapport aux fils de type "T-1" ou T-9 ". Pour le soudage fourré auto-blindé," T Des fils de type -4 "," T-7 "ou" T-8 "sont préférés. Les procédés TIG et MIG (c'est-à-dire les procédés avec un «fil plein ou des électrodes nues») sont moins préférés car ils ne disposent pas d'un système de scories de base pour aider à réagir avec les niveaux plus élevés de soufre ou de phosphore dans les aciers d'usinage libre.