Bien que l’acier inoxydable soit l’un des métaux les plus utilisés de nos jours, il peut être particulièrement difficile à braser, mais aussi à couper, à percer et à souder pour une raison simple : il s’agit d’un mauvais conducteur de chaleur qui présente un taux de dilatation thermique élevé. Il réagit également mal à la chaleur excessive, ce qui le fait « gauchir », perdant sa forme initiale.
Les brasures à l’argent sont pensées pour être utilisées avec l’acier inoxydable. Permettant des réparations et des soudures au chalumeau plus faciles et plus efficaces, elles fondent à haute température et peuvent être utilisés sur une variété de métaux tels que le laiton, le cuivre, le bronze, la fonte et l’acier inoxydable. Voici comment braser de l’acier dans les règles de l’art !
Braser de l’acier : connaître son matériau
L’acier inoxydable est un terme générique qui couvre un groupe de matériaux ayant des propriétés de résistance à la corrosion et à la chaleur différentes selon leur composition et leur traitement thermique. La plupart des utilisateurs apprécient cette différence, mais il peut être compliqué pour le bricoleur d’avoir accès aux caractéristiques techniques de son matériau, car certains fabricants continuent d’utiliser simplement la mention « acier inoxydable », sans détails. Tous les aciers inoxydables peuvent généralement être classés selon trois groupes : les aciers ferritiques, martensitiques et austénitiques.
- Les aciers inoxydables ferritiques
Les aciers ferritiques contiennent 12 à 18 % de chrome et jusqu’à 0,5 % de nickel. Ils sont magnétiques. Leurs propriétés ne peuvent pas être améliorées par un traitement thermique et leur résistance repose sur un travail mécanique. Ces aciers, souvent appelés fers inoxydables, peuvent être fabriqués artificiellement. Ils peuvent être soudés et présentent peu de problèmes pour le soudage. Le brasage est par contre plus compliqué. Les applications les plus courantes des aciers inoxydables ferritiques sont les aubes de turbines et la coutellerie domestique.
- Les aciers inoxydables martensitiques
Ces aciers sont traités thermiquement et, par conséquent, les effets de la température peuvent influencer la mécanique et la corrosion des propriétés résistantes. Il est parfois nécessaire de localiser la zone affectée par la chaleur ou de traiter thermiquement l’assemblage après l’assemblage. Les aciers martensitiques sont magnétiques. Les aciers inoxydables à haute teneur en chrome sont plus sensibles à la température et il faut donc veiller à ce que le traitement thermique approprié soit utilisé, avant ou après l’assemblage. Les applications courantes sont les supports et les sièges de soupapes, ainsi que les instruments chirurgicaux qui nécessitent des arêtes vives.
- Les aciers inoxydables austénitiques
Les aciers austénitiques sont basés sur une composition de 18 % de chrome et 8 % de nickel, bien que l’addition de chrome puisse varier de 15 à 22 % et le nickel de 6 à 11 %, selon les besoins et les applications. Ces aciers ne peuvent pas être durcis par un traitement thermique et doivent compter sur un travail mécanique pour assurer leurs propriétés. Cela signifie que tout traitement thermique d’assemblage réduira les propriétés mécaniques dans la zone exposée à la chaleur.
Les aciers austénitiques chauffés entre 550 °C et 750 °C développeront du carbure de chrome complexe. Cela rendra le matériau exposé à un processus de corrosion rapide connu sous le nom de « décomposition des soudures ». Le degré de cette précipitation sera fonction de la teneur en carbone, mais il est évident que la plupart des processus d’assemblage thermique constitueront un danger potentiel. Ces aciers peuvent être stabilisés par l’ajout de niobium ou de titane et tous les aciers austénitiques qui doivent être brasés ou soudés doivent avoir une faible teneur en carbone. Les alliages comprennent les types 302, 303, 304, 310, 316, 321, 325 et 347.
Brasage de l’acier : le problème de la corrosion et de la fissuration
L’acier inoxydable est utilisé dans de nombreuses applications où il est soumis à des contraintes particulières, notamment dans les environnements qui favorisent la corrosion. Il est assez facile de réaliser des joints ductiles solides sur de l’acier inoxydable, mais il faut faire attention au choix de l’alliage de brasage et de l’acier inoxydable pour garantir des performances satisfaisantes.
Le brasage consistera à chauffer l’acier à la température à laquelle se produit la précipitation du carbure (décomposition de la soudure). Il est donc essentiel que l’acier soit stabilisé avec du niobium ou du titane ou qu’il soit à faible teneur en carbone. Un soin particulier doit être apporté à la sélection des alliages de brasage pour l’acier inoxydable lorsque les joints qui en résultent doivent être exposés à l’eau ou à l’humidité.
Dans ces conditions, la défaillance du joint peut résulter de la corrosion ou de la fissuration, notamment au niveau de l’interface alliage de brasage – acier inoxydable. Le mécanisme de cette défaillance est complexe : une corrosion galvanique se met en place entre l’alliage de brasage et l’acier inoxydable, ce qui provoque une dégradation le long de l’interface entre les deux matériaux. La défaillance du joint est telle que l’alliage de brasage peut se détacher complètement de l’acier inoxydable. Lorsque l’alliage de brasage a été retiré, la surface de l’acier inoxydable est généralement gris terne, ce qui suggère que l’alliage de brasage ne s’est pas lié comme il le devrait.
Les défaillances dues à la corrosion par fissuration sont rares dans les joints en acier inoxydable austénitique, mais sont plus fréquentes dans les aciers à faible teneur en nickel ou en chrome, comme les aciers ferritiques et martensitiques. Des alliages de brasage spéciaux ont été mis au point pour surmonter ce problème. L’alliage de brasage le plus approprié dans le cas de l’acier inoxydable à faible teneur en nickel ou en chrome est l’alliage d’argent – cuivre – indium – nickel, connu sous le nom de SilBRAZE 56IN. Ne contenant pas de zinc, il est immunisé contre la « dézincification ». D’autres alliages moins résistants à la corrosion par fissuration sont également disponibles mais coûtent plus chers.
Faut-il utiliser un flux pour braser de l’acier ?
L’utilisation d’un flux est essentielle pour le brasage de l’acier inoxydable à l’air. Avec des composants où la zone de joint peut être facilement chauffée à la température de brasage, un flux de type « Easyflo » fera largement l’affaire. Toutefois, si un chauffage prolongé est nécessaire, une réaction chimique va former une pellicule à la surface de l’acier inoxydable. Il ne pourra pas être lié par l’alliage de brasage. De plus, l’ajout de flux frais ne supprimera pas cette pellicule.
Dans ces cas, il est nécessaire d’utiliser le flux de ténacité n° 5. Ce dernier a des propriétés améliorées à haute température et ne réagit pas avec l’acier inoxydable. Il faut cependant noter que les résidus ne sont pas solubles dans l’eau. Ils doivent donc être éliminés avec de la soude caustique, ou par des méthodes mécaniques comme le grenaillage (projeter de la grenaille sur la surface de l’objet pour en modifier la structure superficielle). Les flux contenant du bore ne doivent pas être utilisés lorsque la corrosion par fissuration est crainte dans les conditions d’utilisation.
Quel matériel pour braser de l’inox ?
Pour braser de l’inox (brasage fort), nous vous conseillons le chalumeau Oxygaz KHW Gasex 3 100le chalumeau Oxygaz KHW Gasex 3 100° de Providus et des baguettes de brasure en argent 40 % de 2 mm de diamètre .
- Chalumeau bi gaz KHWGASEX PROVIDUS semi professionnel. Kit complet avec un bec à flamme. Livré avec 2 buses de 2 et 3 mm, un robinet de gaz avec clapet de protection (double action), un détendeur micro oxygène, une bouteille GASEX haute puissance 450g, une bouteille d'oxygène M12 de 110L, un porte bouteille et une paire de lunettes.
