Comparaison de l'effet du courant continu et du courant pulsé dans le processus GTAW d'une soudure en acier inoxydable AISI 316L : évolution microstructurale, équilibre de phase, propriétés mécaniques et mode de fracture

Dans cet article, l'effet du courant continu et du courant pulsé dans le soudage à l'arc en gaz tungsten (GTAW) sur les différentes propriétés des joints en acier inoxydable AISI 316L a été étudié. Des plaques d'acier inoxydable austénitique 316L de 10 mm d'épaisseur ont été utilisées avec du fil d'apport ER309L. Les plaques ont été soudées ensemble par la technique GTAW en deux modes de courants : continu et pulsé. La caractérisation microstructurale et les équilibres de phase ont été réalisés en utilisant la microscopie optique, la diffraction des rayons X (XRD), et la microscopie électronique à balayage à émission de champ (FE-SEM) équipée d'un détecteur de diffraction par rétro-diffusion d'électrons (EBSD). Des tests d'impact Charpy, des tests de traction uniaxiale et des tests de micro-dureté ont été utilisés pour examiner l'effet du type de courant de soudage sur les propriétés mécaniques des joints. Les surfaces de fracture ont été évaluées par FE-SEM après les tests de traction et d'impact Charpy. Les résultats ont montré que la microstructure du métal de soudure (WM) est austénitique-ferritique (AF). Elle était également constituée de structures columnaires et coaxiales, de sorte que le passage du courant de soudage du mode continu au mode pulsé a modifié la morphologie des grains d'une morphologie allongée en colonnes à une morphologie coaxiale fine. De plus, ce changement dans le courant de soudage a réduit la taille des grains dans le WM ainsi que la largeur de la zone non mélangée (UMZ). L'analyse XRD a montré que la phase prédominante et le plan cristallin préféré du WM sont l'austénite et (111), respectivement. Les deux joints ont rompu à partir du métal de base (BM) durant le test de traction. De plus, ce changement de mode de courant de soudage a augmenté la dureté et la ténacité à la fracture du WM. Enfin, la fractographie des joints a indiqué que les deux joints ont connu une fracture complètement ductile.