Comment bien souder l'aluminium

Comment souder l’aluminium ? Vous vous posez peut-être des questions à ce sujet, qui est vraiment un projet très difficile pour les nouveaux arrivants dans le soudage, cet article sera un guide ultime pour vous aider à en savoir plus sur la façon de souder des matériaux en aluminium. c'est le résumé de l'article.

• Introduction
• Caractéristiques de l'aluminium
• Désignation des alliages d'aluminium
• Problèmes de soudabilité de l'aluminium
• Sélection de matériaux d'apport de soudage
• Préparation au soudage
• Procédés de soudage utilisés dans le soudage de l'aluminium
• Soudage TIG
• Soudage MIG
• MIG pulsé

Introduction

L'aluminium et les alliages d'aluminium font partie des matériaux non ferreux et se caractérisent par leur légèreté et leur haute résistance à la corrosion. C'est pourquoi ces alliages sont utilisés dans de nombreuses applications importantes :

1. Avions : où l'aluminium représente environ 80% du poids d'un avion civil type (fig. 1)
2. Superstructures des vraquiers et des navires (fig. 2)
3. Matériel roulant ferroviaire, mobilier routier, pipelines et appareils sous pression, grandes structures civiles et militaires comme les ponts et fabrication de feuilles utilisées dans l'industrie de l'emballage.
4. Véhicules blindés militaires où la combinaison de légèreté et de performances balistiques en fait le matériau idéal pour les véhicules militaires rapides (fig. 3).

Fig. 1 Avion concept Boeing SUGAR Volt ‐ Wikimedia Commons

Fig. 2 navires construits principalement en aluminium

Fig. 3 Véhicule blindé de l'armée M113, véhicule blindé de transport de troupes.

Ainsi, en raison de la diversité des utilisations modernes des alliages d'aluminium, l'ingénieur en soudage doit connaître les différents types d'alliages d'aluminium et savoir comment les souder sans aucune dégradation des propriétés. C'est pourquoi dans cet article, nous passerons en revue les différents alliages d'aluminium. alliages et les procédures de soudage appropriées qui doivent être suivies ainsi que les techniques de soudage modernes utilisées pour souder ce type d'alliages.

Caractéristiques de l'aluminium

Certaines caractéristiques de l’aluminium et de ses alliages doivent être prises en compte :

1. La grande différence entre le point de fusion de l'aluminium et de l'oxyde d'aluminium, où le point de fusion de l'aluminium est d'environ 1 400 degrés Celsius et celui de l'oxyde d'aluminium est de 2 060 degrés Celsius, de sorte que lorsque l'oxyde d'aluminium se forme pendant le soudage, il devient très difficile d'avoir soudure saine en raison de l'absence de fusion de l'oxyde d'aluminium dû à son point de fusion plus élevé, il faut donc utiliser une technique pour briser cette couche d'oxyde en continu pendant le soudage.
2. Le film d'oxyde sur l'aluminium est durable, très tenace et auto-cicatrisant et se forme à température normale. C'est pourquoi les alliages d'aluminium ont une excellente résistance à la corrosion sans aucune protection supplémentaire et par conséquent ils conviennent aux applications exposées comme les avions.
3. Le soudage de l'aluminium présente une forte probabilité de déformation par rapport à l'acier, car le coefficient de dilatation thermique de l'aluminium est environ deux fois supérieur à celui de l'acier.
4. Dissipation élevée de la chaleur de soudage pendant le soudage par rapport à l'acier en raison de la conductivité thermique élevée de l'aluminium qui atteint 6 fois celle de l'acier en plus de la chaleur spécifique élevée de l'aluminium qui atteint 2 fois celle de l'acier. C'est pourquoi le soudage de l'aluminium nécessite une source de chaleur hautement concentrée en utilisant des procédés pulsés pour obtenir une fusion complète.
5. Le soudage par points par résistance de l'aluminium est très difficile en raison de la conductivité électrique élevée de l'aluminium qui atteint les trois quarts de celle du cuivre mais six fois celle de l'acier.
6. L’aluminium ne change pas de couleur lorsque sa température augmente, contrairement à l’acier. Cela peut rendre difficile pour le soudeur de déterminer quand la fusion est sur le point de se produire, ce qui rend impératif un recyclage adéquat du soudeur lors de la conversion du soudage de l'acier au soudage de l'aluminium.
7. L'aluminium est non magnétique, ce qui signifie que le soufflage d'arc est éliminé comme problème de soudage.
8. Le fait que l'aluminium ait une structure cristalline cubique à faces centrées (voir Fig. 4) signifie qu'il ne souffre pas de perte de ténacité lorsque la température diminue. C'est pourquoi l'aluminium est utilisé dans des applications cryogéniques à une température de -200 degrés Celsius.
9. L'aluminium a la même structure cristalline lors des cycles de chauffage et de refroidissement contrairement à l'acier qui subit des transformations cristallines, donc un refroidissement rapide n'a aucun effet sur les alliages d'aluminium.

Fig. 4 Cellule d'unité cubique à faces centrées

Désignation des alliages d'aluminium

Il existe une méthode numérique adoptée par le Comité européen de normalisation (CEN) qui sera utilisée comme norme. Ce système utilise quatre chiffres pour identifier les alliages corroyés et cinq chiffres pour identifier les alliages coulés.

 Tableau 1 : Classement des alliages d'aluminium corroyés.

Classement numérique	Élément d'alliage
AH 1XXX	Aluminium commercialement pur
AH 2XXX	Alliages aluminium-cuivre
AH 3XXX	Alliages aluminium-manganèse
AH 4XXX	Alliages aluminium-silicium
AH 5XXX	Alliages aluminium-magnésium
AH 6XXX	Alliages aluminium-magnésium-silicium
AH 7XXX	Alliages aluminium-zinc-magnésium
AH 8XXX	Autres éléments, par exemple le lithium, le fer.
AH 9XXX	Aucun groupe d'alliage attribué.

         

Tableau 2 : Classification des alliages d'aluminium coulé.

Classement numérique	Élément d'alliage
CA 2 1XXX	Al-Cu
CA 4 1XXX	Al SiMgTi
CA 4 2XXX	AlSi7Mg
CA 4 3XXX	AlSi10Mg
CA 4 4XXX	Al Si
CA 4 5XXX	AlSi5Cu
CA 4 6XXX	AlSi9Cu
CA 4 7XXX	AlSi(Cu)
CA 4 8XXX	Al SiCuNiMg
CA 5 1XXX	Al Mg
CA 7 1XXX	AlZnMg

Dans le système européen, les préfixes sont utilisés :

• « AB » désigne des lingots destinés à la refusion.
• « AC » désigne un produit coulé.
• « AM » un alliage maître moulé.
• Le préfixe « AW » désigne un produit forgé.

Problèmes de soudabilité de l'aluminium

Avant d'approfondir les processus et techniques de soudage utilisés en soudage, nous devons d'abord connaître les défis courants auxquels vous êtes confronté en tant qu'ingénieur en soudage, superviseur de soudage et soudeur lors du soudage de l'aluminium et des alliages d'aluminium :

Porosité dans les soudures de l'aluminium et de ses alliages : La porosité est due aux gaz qui sont piégés dans le métal fondu et avec le refroidissement du métal fondu lors de la finition du soudage, la solubilité de ces gaz devient plus faible et entraîne par conséquent ce qu'on appelle la porosité.

Fig. 5 Porosité finement répartie dans une plaque TIG soudée bout à bout de 6 mm d'épaisseur. Avec l’aimable autorisation de TWI Ltd

Les gaz responsables de la porosité proviennent de l’humidité des joints ou des gaz de protection utilisés. Le changement soudain de solubilité des gaz comme H2 est la principale raison de la porosité (voir Fig. 6), c'est pourquoi il est extrêmement difficile de produire une soudure sans porosité dans l'aluminium.

Fig. 6 Solubilité de l'hydrogène dans l'aluminium.

Tableau 3 : Résumé des causes et préventions de la porosité.

Mécanisme de formation de porosité	Causes potentielles	Mesures correctives
Piégeage de l'hydrogène	Film d'oxyde, graisse, savon de dessin sur fil d'apport ; oxydes, graisses, saletés sur la plaque mère ; saleté/graisse dans la doublure ; gaz de protection contaminé ; fuite d'eau dans la torche ; éclaboussures sur la face de soudure.	Nettoyer le fil, utiliser du gaz de haute qualité, changer le revêtement, protéger le fil de la contamination, changer la torche, nettoyer la plaque, minimiser les éclaboussures.
Piégeage de gaz/air	Turbulences dans le bain de soudure dues à un courant élevé. Gaz se dilatant à partir de la racine des soudures à pénétration partielle/d'angle.	Utilisez un courant plus faible, réduisez la vitesse de déplacement, modifiez l'angle du pistolet. Utiliser une soudure à pénétration totale , laisser un espace dans la racine de la soudure d'angle, utiliser un apport de chaleur élevé.
Gaz de piégeage à congélation rapide	Apport de chaleur trop faible, perte de chaleur rapide, bain de soudure visqueux, barre de support froide.	Augmentez le courant, ralentissez la vitesse de déplacement, envisagez le préchauffage, chauffez la barre de support, remplacez le gaz de protection argon par de l'hélium.
Alimentation en fil irrégulière	Liner plié, bloqué ou de mauvaise taille, rouleaux d'entraînement incorrects ou mal réglés, tube contact endommagé, alimentation électrique instable.	Redresser le conduit de câbles, remplacer pointe contact, régler la pression du rouleau d'entraînement, installer le revêtement approprié, installer les rouleaux rainurés.

Enlèvement du film d'oxyde lors du soudage : comme mentionné précédemment dans les caractéristiques de l'aluminium, il y a une couche d'oxyde qui se forme sur l'aluminium à température ambiante et cette couche d'oxyde a un point de fusion autour de 2060 degrés Celsius, c'est pourquoi, il est indispensable de la disperser. cette couche avant soudage pour réduire les risques de porosité et de manque de fusion.

Dans le soudage MIG, il existe un phénomène connu sous le nom de nettoyage cathodique pour briser la couche d'oxyde formée où l'électrode est connectée au pôle positif de la source d'alimentation dans lequel les électrons circulent de la pièce à travailler vers l'électrode et les ions circulent dans la direction opposée. entraînant la rupture de la couche d'oxyde.

Mais il y a un point important à expliquer : pourquoi utilisons-nous le courant AC et DCEP en MIG et AC uniquement pour le soudage TIG ?

Fig. 7 Physique de l'arc pour le procédé de soudage MIG.

Fig. 8 Physique de l'arc pour le procédé de soudage TIG.

Fig. 9 Physique des arcs avec changement de polarité du courant

d'après les figures 7, 8 et 9, il apparaît clairement que le comportement lors de l'utilisation d'électrodes négatives et d'électrodes positives n'est pas le même, car la nature des électrodes utilisées n'est pas la même, dans le cas du soudage MIG, le métal d'apport est l'électrode elle-même qui est de l'aluminium. ayant le même nombre d'électrons à l'échelle atomique où l'aluminium a 13 électrons, donc la puissance d'émission des électrons est la même que celle du métal de base, c'est pourquoi l'électrode positive en MIG est très appropriée pour avoir une pénétration profonde car la surface du métal de base est très grand par rapport à l'électrode, ce qui permet un arc stable et un nettoyage cathodique.

D'autre part, dans le soudage TIG, l'arc est initié à l'aide d'électrodes non consommables comme le tungstène qui ont plus d'électrons à l'échelle atomique où chaque atome possède 74 électrons. C'est pourquoi le TIG avec électrode négative est plus approprié car il permet une plus grande pénétration, comme indiqué. dans les figures ci-dessus en raison du taux d'émission élevé d'électrons lors de l'assemblage du processus d'électrode négative, mais ce processus n'est pas efficace pour le soudage de l'aluminium car il n'aidera pas au nettoyage cathodique. C'est pourquoi le soudage AC par TIG est recommandé pour l'aluminium.

Fissuration à chaud

D'après le nom du problème, il est clair que ce problème se produit lors du soudage lorsque le métal d'apport est encore chaud et ce problème est très courant lors du soudage de certains alliages d'aluminium en raison de la présence de composants à faible point de fusion le long des joints de grains de la matrice solidifiée. .

Fig. 10 Fissuration de solidification dans une plaque A6082 de 3 mm d'épaisseur à l'aide d'une soudure TIG avec métal d'apport 4043. Avec l’aimable autorisation de TWI Ltd.

Fig. 11 Effet de la concentration en atomes de soluté sur la sensibilité à la fissuration à chaud.

Comme le montre la figure 11, la sensibilité à la fissuration à chaud dépend principalement de la concentration en élément d'alliage dans l'alliage d'aluminium.

En résumé, en cas de fissuration à chaud, certains facteurs doivent être utilisés pour éliminer ce problème :

• L'utilisation de fils d'apport capables de produire des soudures de petite granulométrie et cela peut se produire par l'ajout de titane, de zirconium ou de scandium agiront comme des noyaux pour la formation d'un grain très fin lors de la solidification.
• Préparation appropriée des joints de soudure en contrôlant la préparation des bords et l'espacement des joints pour permettre d'ajouter suffisamment de métal d'apport au joint pour contrôler que la composition du métal de soudure soit hors de la plage de température élevée.
• Temps de raccourcissement dans la plage chaude courte en utilisant une vitesse de soudage élevée.

Sélection de matériaux d'apport de soudage

Les métaux d'apport en aluminium sont sélectionnés en fonction des problèmes qui préoccupent l'ingénieur en soudage, tels que la résistance aux fissures, la résistance, la couleur et la résistance à la corrosion, contrairement à la sélection des métaux d'apport en acier qui sont sélectionnés en fonction de leurs propriétés chimiques et mécaniques.

AWS A5.10 « Spécifications pour les électrodes et les tiges de soudage en aluminium nu et en alliage d'aluminium » comprend 15 compositions de métaux d'apport distinctes, comprenant des alliages des séries 1XXX, 2XXX, 4XXX et 5XXX.

Tableau 4 : Guide de sélection des matériaux de remplissage

Métal parent	1050 1080 1200	2219	3103 3105	5005 5083 5251 5454	6061 6063 6082	7005 7019 7020 7039	8090
8090				5556			5556
7039	5556		5556	5356	5556	5556
7019	5356		5356		5356	5356
7020	5183		5183		5183	5183
7005						5039
6061	5356		4043	5356	5556
6063			5356		5356
6082	4043				5183
5454	5356		5356	5356
5251	5356		5356	5056
5083	5356		5356
5005	5356
3103	5356	2319	5356	5356	5356	5556	5556
3105			4043		5056	5356
2219	4043 2319	2319
1050	4043	2319
1080	1050	4043
1200	1080

Un certain nombre de points spécifiques doivent être soulignés pour amplifier les orientations données dans les tableaux 4 :

• Lorsque vous soudez des alliages contenant plus de 2% de magnésium, évitez d'utiliser des métaux d'apport contenant du silicium pour éviter la formation de composés intermétalliques de siliciure de magnésium (Mg3Si) qui provoquent une fragilisation des joints.
• Lors de l'utilisation de métaux d'apport 5XXX avec plus de 5 % de Mg comme le 5654, la température de service doit être considérée comme ne dépassant pas 65 degrés Celsius pour éviter la formation d'Al2Mg qui rend l'alliage sensible à la corrosion chimique. Dans ce cas, vous devez utiliser des métaux d’apport à faible teneur en magnésium comme le 5454 ou le 5554 qui contiennent 3 % de magnésium.
• Le 5654 de haute pureté est préféré pour le soudage de l'aluminium de haute pureté dans le service de peroxyde d'hydrogène.
• Le 4643 doit être utilisé avec les alliages 6XXX car la faible teneur en magnésium améliorera la réponse au traitement en solution.
• Les alliages d'aluminium pur 1XXX sont très mous et ductiles, ce qui peut entraîner des problèmes d'alimentation en fil.
• Les alliages 5XXX à faible teneur en magnésium (<2 %) tels que le 5251 peuvent devenir sensibles à des problèmes de fissuration à chaud pendant le soudage lors de l'utilisation de métaux d'apport avec une composition chimique correspondante. C'est pourquoi il est recommandé d'utiliser plutôt le type Al-Mg5.
• Il est recommandé d'utiliser du fil d'apport 5039 lors du soudage des alliages 7XXX pour donner de bons résultats dans les applications à faible dilution.
• Faites attention lors du soudage des alliages 6XXX car ils présentent des fissures de solidification s'ils sont soudés de manière autogène.
• Éléments d'alliage Le titane et le zirconium sont parfois ajoutés aux métaux d'apport pour réduire le risque de fissuration à chaud du métal fondu par affinage des grains.

Préparation au soudage

La préparation des soudures comprend les processus de coupe, de chanfreinage et de réglage fin qui sont couramment utilisés, que ce soit des outils mécaniques comme ceux traditionnels utilisés dans tous les ateliers traditionnels, comme les outils légers de coupe et de meulage, ou la préparation peut être effectuée à l'aide d'un outil de coupe à arc plasma.

Outils mécaniques

Les outils de découpe mécaniques sont les méthodes les plus rentables couramment utilisées dans les ateliers en raison de leur capital inférieur par rapport aux systèmes de découpe laser et plasma.

La préparation des bords pour le soudage peut être effectuée par des méthodes mécaniques en utilisant de nombreux outils, notamment des fraiseuses à grande vitesse, des raboteuses de bords, des défonceuses et divers types de scies, en plus d'équipements pneumatiques dans lesquels vous devez veiller à ce que l'air fourni soit sec et propre ne provoque aucune porosité pendant le soudage.

Outils de coupage à l'arc plasma

L'arc plasma peut être utilisé que ce soit pour le soudage ou le coupage et il est considéré comme le processus thermique le plus courant dans la découpe des alliages d'aluminium qui peut être utilisé en mode manuel, mécanisé ou entièrement automatisé.

Fig. 12 Schéma illustrant les principes de la découpe au jet plasma. Avec l’aimable autorisation de TWI Ltd.

Comme le montre la figure 12, la torche de coupage au plasma utilise une électrode en tungstène qui est entourée d'un flux de gaz plasmatique qui peut être de l'air, de l'argon, de l'argon-hydrogène, de l'azote ou du dioxyde de carbone.

Il existe deux types d’arc plasma : l’arc transféré et l’arc non transféré. Dans l'arc transféré, l'arc est amorcé entre l'électrode de tungstène et la pièce à usiner, mais en cas d'arc non transféré, l'arc est amorcé à l'intérieur de la torche à plasma entre l'électrode de tungstène et l'anneau. En découpe, l'arc transféré est généralement utilisé.

La composition du gaz pour le coupage plasma dépend de la qualité de coupe requise, de l'épaisseur du métal à couper et du coût du gaz (tableau 3). L'air est l'option la moins chère et des systèmes monogaz utilisant de l'air et une électrode en hafnium ont été développés pour la découpe de matériaux jusqu'à environ 6 mm d'épaisseur (Fig. 13).

Fig. 13 Découpage au plasma pneumatique. Avec l’aimable autorisation de TWI Ltd.

Épaisseur du métal (mm)	Gaz plasmatique	Débit de gaz (L/min)	Gaz de protection	Débit de gaz (L/min)	Courant (Ampère)	Tension (Volts)	Vitesse de coupe (mm/min)	Type de méthode
1	Air	98					4800	Manuel
1,5	Air	98					6300	Manuel
3	Air	98					3000	Manuel
6.5	Air	98					1000	Manuel
6.5	N2	34	CO2	100			1800	Manuel
6.5	Ar+H2	25			200	50	1500	Manuel
dix	N2	35	CO2	100	200		1250	Manuel
12,5	Ar+H2	28			280	55	1000	Manuel
25	Ar+H2	33			330	70	500	Manuel
50	Ar+H2	45			400	85	500	Manuel
6	Ar+H2	55			300	140	7500	Mécanisé
6	N2	32	CO2	100	115		1800	Mécanisé
dix	N2	32	CO2	100	120		900	Mécanisé
12,5	N2	32	CO2	100	120		480	Mécanisé
12,5	N2	32	CO2	100	300		3200	Mécanisé
12,5	Ar+H2	60			300	140	5000	Mécanisé
25	N2	70	CO2	100	400		1800	Mécanisé
25	Ar+H2	60			375	160	2300	Mécanisé
50	N2	32	CO2	100	400		800	Mécanisé
50	Ar+H2	60			375	165	500	Mécanisé
75	Ar+H2	95			420	170	380	Mécanisé
75	Ar+H2	45	N2	100	400		500	Mécanisé
75	Ar+H2	45	N2	100	700		650	Mécanisé
100	Ar+H2	95			450	180	750	Mécanisé
125	Ar+H2	95			475	200	250	Mécanisé

Tableau 3 Paramètres suggérés pour la découpe au jet plasma

Pour le soudage TIG de l'aluminium, il existe des préparations de soudage suggérées conformément à la norme BS 3019, comme indiqué dans le tableau 4 ci-dessous :

Épaisseur (mm)	Préparation des bords	Remarques
20swg = Le bridage doit 0,9 mm et être utilisé uniquement 16swg = où carré 1,6 mm		Les préparations de bords à bride sont recommandées lorsque les préparations de bords carrés ne sont pas pratiques.
3,8 mm		Lorsque la barre de support ne peut pas être utilisée, il est recommandé de souder des deux côtés.
4,8 mm
6,4 mm		Si aucune barre de support n'est utilisée, un écaillage arrière jusqu'au métal soudé sain est effectué et une passe de scellement est ajoutée.
9,5 mm		Si aucune barre de support n'est utilisée, un écaillage arrière jusqu'au métal soudé sain est effectué et une passe de scellement est ajoutée. Lors du soudage de l'autre côté, écailler d'abord la face arrière jusqu'au métal de soudure sain, puis commencer à souder par l'arrière.
12,7 mm		Un préchauffage peut être nécessaire
4,8-6,4 mm Plus de 6,4 mm à 12,7 mm

 Le tableau 4 suggère une préparation des bords pour le soudage TIG selon BS 3019.

Pour le soudage MIG, des préparations de bords sont suggérées selon la norme BS 3019 selon le tableau 5 ci-dessous :

Épaisseur du matériau (mm)	Préparation des bords	Remarques
1,6-4,8 mm		La barre de support donne un meilleur contrôle sur la pénétration
6,4-9,5 mm		Souder des deux côtés
4,8-12,7 mm		Convient pour le soudage des deux côtés
6,4-12,7 mm		L'écaillage arrière est indispensable avant de souder de l'autre côté
6,4-19,1 mm		Convient au soudage des deux côtés, mais l'écaillage arrière est indispensable en plus du préchauffage.
12,7-25,4 mm		L'écaillage arrière est indispensable avant de souder de l'autre côté

 Le tableau 5 suggère des préparations de bords pour le soudage MIG.

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Procédés de soudage utilisés dans le soudage de l'aluminium

Soudage TIG

TIG signifie soudage au gaz inerte au tungstène et également appelé GTAW qui signifie soudage à l'arc au gaz tungstène selon la norme américaine, mais selon la norme européenne, le processus prend une abréviation numérique qui est 144 pour le soudage TIG.

Comme le montre la figure 14, une électrode en tungstène non consommable est utilisée pour créer l'arc de soudage qui représente la source de chaleur de soudage et cet arc est protégé par un gaz inerte qui est généralement de l'argon pour protéger l'électrode, la colonne d'arc et le bain de fusion.

Fig. 14 Schéma du processus de soudage TIG.

Le soudage TIG de l'aluminium s'effectue généralement en utilisant un courant alternatif pour obtenir l'effet de nettoyage en enlevant la couche d'oxyde et cela se produit sur le demi-cycle positif de l'électrode dans lequel les électrons circulent de la pièce à l'électrode non consommable et les ions circulent dans le sens opposé. direction mais dans l'autre moitié du cycle AC dans laquelle l'électrode est négative, l'électrode refroidit et une pénétration profonde est obtenue.

Dans le soudage AC, l'arc est éteint et rallumé chaque demi-cycle lorsque le courant d'arc passe par zéro, c'est pourquoi une source d'alimentation haute fréquence est généralement utilisée pour obtenir un rallumage instantané de l'arc à haute fréquence (HF), permettant le soudage. arc pour se rallumer dans un délai minimum.

Comme le montre la figure 15, l'équipement moderne utilise un circuit à semi-conducteurs qui modifie le courant alternatif de la forme d'onde sinusoïdale normale à la forme d'onde alternative carrée. Ces sources d'énergie peuvent être ajustées selon les besoins, que ce soit en changeant la fréquence ou en modifiant la durée des moitiés positives ou négatives du cycle.

Les dernières unités basées sur un onduleur offrent un degré élevé de contrôle, la durée négative de l'électrode pouvant être ajustée de 50 % à 90 % du cycle, ce qui entraîne une plus grande pénétration. L'augmentation de la fréquence entraîne un arc plus concentré, augmentant la pénétration, permettant d'utiliser des vitesses de déplacement plus rapides et réduisant la distorsion.

Fig.15 Ondes carrées AC.

Il existe des paramètres de soudage recommandés pour le soudage de l'aluminium, comme indiqué dans le tableau 6 :

Le tableau 6 suggère des paramètres de soudage - protection contre le gaz argon en position plate .

Épaisseur (mm)	Type de joint	Écart radiculaire (mm)	Courant (A)	Nombre de passes	Diamètre de remplissage. (mm)	Vitesse de voyage (mm/min)	Diamètre de la buse. (mm)
0,8	Cul carré	néant	55	1	1.6	300	9.5
1.2	Cul carré	néant	100	1	2.4	400	9.5
1,5	Cul carré	0,8	130	1	2.4	470	9.5
1,5	Filet		100	1	2.4	250	9.5
2	Cul carré	0,8	160	1	3.2	380	9.5
2.5	Cul carré	0,8	170	1	3.2	300	9.5
2.5	Filet		140	1	3.2	250	9.5
3.2	Cul carré	0,8	180	1	3.2	300	12.7
3.2	Filet		175	1	3.2	300	12.7
5	Cul carré	1.6	250	1	4.8	200	12.7
5	Filet		240	1	4.8	250	12.7
6.5	70 V-Cul	néant	320	1	4.8	150	12.7
6.5	Filet		290	1	4.8	250	12.7
8	70 V-Cul	néant	340	2	4.8	165	12.7
dix	70 V-Cul	néant	350	2	6.4	180	12.7
dix	Filet		370	2	6.4	250	16

Vous remarquerez qu'il n'y a aucune recommandation concernant les paramètres de soudage TIG pour le soudage de l'aluminium d'une épaisseur supérieure à 10 mm en raison de considérations économiques où le soudage TIG est rarement utilisé.

La soudeuse AC/DC TIG 200P est une puissante machine à souder TIG en aluminium qui offre le soudage avec les méthodes TIG AC Square/Triangular/Pulse Square/Pulse Triangular/DC Pulse/DC/STICK. Il peut être utilisé pour souder divers métaux, notamment l’aluminium, l’acier, l’acier inoxydable, l’acier au carbone et le cuivre. La technologie brevetée DASH-ARC améliore la vitesse d'amorçage de l'arc, l'efficacité du soudage et les résultats, tandis que les fonctions de forme d'onde impulsionnelle, carrée et triangulaire empêchent la combustion du matériau, minimisent la distorsion et améliorent l'apparence des cordons. Le système de contrôle numérique rend la machine fiable et stable, et le grand écran LED permet un réglage facile des paramètres.

Fig. 16 La soudeuse multi-procédés AC/ DC TIG 200P

Soudage MIG

MIG signifie soudage au gaz inerte des métaux dans lequel les consommables de soudage se présentent sous la forme de bobines et non d'électrodes comme dans SMAW ou TIG et le fil est alimenté vers la torche de soudage via une unité d'alimentation en fil et le blindage du fil fondu est effectué à l'aide d'un gaz inerte qui est généralement de l'argon ou un mélange d'argon et d'hélium ou d'hélium.

L'arc MIG nécessite une source d'alimentation qui fournira un courant continu et avec une relation appropriée établie entre le courant de soudage et la tension, cette relation étant connue sous le nom de caractéristique dynamique de la source d'alimentation. Comme mentionné ci-dessus, le procédé MIG utilise un dévidage continu du fil et pour la majorité des opérations de soudage, il est important que la vitesse à laquelle le fil brûle dans l'arc corresponde à la vitesse de dévidage du fil. Ne pas le faire peut entraîner un arc instable et une qualité de soudure variable.

Les développements récents en matière de sources d'énergie ont permis d'utiliser également le processus MIG avec le courant alternatif. La majeure partie de la chaleur développée dans l'arc est générée au pôle positif, dans le cas du soudage MIG de l'électrode, ce qui entraîne des taux de combustion élevés du fil et un transfert efficace de cette chaleur dans le bain de soudure au moyen du fil d'apport.

En soudage MIG. Le fil d'apport fondu est transféré au joint via différents types de modes de transfert qui dépendent principalement du courant et du gaz de protection utilisés et peuvent être liés au diamètre du fil dans le cas du soudage de l'aluminium, comme dans le tableau 7.

Mode de transfert de métal	Diamètre du fil
Tremper	0,8 mm
Pulsé	1,2 à 1,6 mm
Pulvérisation conventionnelle	1,2 à 1,6 mm
Pulvérisation à courant élevé	1,6 mm
Mixte à courant élevé	2,4 mm

Tableau 7 Mode de transfert de métal et diamètre du fil.

Lors du soudage MIG de l'aluminium, le faible point de fusion de l'aluminium entraîne un transfert de pulvérisation jusqu'à des courants de soudage relativement faibles, donnant un joint sans projections.

Dans le tableau 8 ci-dessous, les paramètres de soudage recommandés pour le soudage de l'aluminium par soudage MIG :

Épaisseur (mm)	Écart de racine/face (mm)	Angle inclus (degrés)	Support	Courant (A)	Tension (V)	Nombre de passes	Diamètre de remplissage. (mm)	Vitesse de déplacement (mm/min)
1.6	néant	Carré	Temporaire	100	19	1	0,6	1000
1.6	2.5	Carré	Permanent	100	19	1	0,6	1000
2.4	néant	Carré	Temporaire	140	21	1	0,6	1000
2.4	3.2	Carré	Permanent	130	23	1	0,6	780
3.2	2.5	Carré	Temporaire	160	24	1	1.2	780
3.2	5	Carré	Permanent	135	23	1	1.2	720
4	1,5	Carré	Aucun	170	26	2	1.2	750
4	1,5/2,5	60 sigle-V	Temporaire	160	27	1	1.2	750
4	4,5/2,5	60 sigle-V	Permanent	185	27	2	1.6	750
6.3	2.5	60 sigle-V	Aucun	200	28	3	1.6	750
6.3	2,5/2,5	60 sigle-V	Temporaire	185	27	2	1.6	750
6.3	6/1,5	60 sigle-V	Permanent	225	29	3	1.6	750
8	2,5/1,5	60 sigle-V	Temporaire	245	29	2	1.6	750
8	4,5/néant	60 sigle-V	Permanent	255	29	3	1.6	750
dix	2,5/4,5	60 sigle-V	Aucun	290	29	1	1.6	750
dix	2,5/2,5	60 sigle-V	Temporaire	275	29	2	1.6	900
dix	4,5/néant	60 sigle-V	Permanent	275	26	1	1.6	800/850
12,5	0,8/1,5	60 sigle-V	Aucun	260/225	24/26	3face/3inverse	1.6	1050racine/800
12,5	2,5/1,5	60 sigle-V	Permanent	260	24	3face/1inverse	1.6	850racine/550
12,5	4,5/néant	60 sigle-V	Aucun	270	24	3	1.6	550racine/500
16	1,5/1,5	60 sigle-V	Permanent	275	23/26	4face/4inverse	1.6	850racine/650
16	4,5/néant	60 sigle-V	Temporaire	280	26	4	1.6	550racine/450
20	1,5/1,5	60 sigle-V	Aucun	255racine/230	22/26	4face/4inverse	1.6	900racine/550
20	3/2,5	60 sigle-V	Permanent	350	29	4face/1inverse	2.4	1000
20	6/néant	60 sigle-V	Temporaire	380	30	5	2.4	1000
25	1,5/1,5	60 sigle-V	Aucun	255 racine/230	22/26	6face/6inverse	1.6	600
25	4/2,5	60 sigle-V	Permanent	350	29		2.4	1000
25	6/néant	60 sigle-V	Temporaire	350	29		2.4	1000

Tableau 8 Paramètres de soudage suggérés de l'aluminium par soudage MIG.

16 Soudeuse MIG multiprocédés ARCCAPTAIN MIG200 200 A, machine à souder multi-procédés 6 en 1 (MIG, Spot, TIG, MMA...) - ARCCAPTAIN MIG200 | Déballage et test

L'un des bons soudeurs utilisés dans le soudage de l'aluminium est l'ARCCAPTAIN MIG200 qui utilise une soudeuse mig multi-processus 6 en 1 à double tension, qui convient très bien aux projets de bricolage, de fabrication, de réparation, etc., que vous soyez débutant ou professionnel. soudeur, vous pouvez facilement l'utiliser. La conception polyvalente du MIG200 en fait un excellent investissement pour tous ceux qui recherchent une soudeuse MIG fiable et efficace.

Le MIG 200 intègre les fonctions de soudeuse à bâton , de soudeuse mig, de soudeuse aluminium et de soudeuse tig lift, qui est vraiment une soudeuse polyvalente. Compte tenu de ses performances et de son prix abordable, cette soudeuse est une véritable soudeuse MIG exceptionnelle pour les soudeurs débutants et professionnels. Il est idéal pour les projets de bricolage typiques, car il peut souder pratiquement tout ce dont un propriétaire pourrait avoir besoin. Vous pouvez régler le courant facilement grâce au grand écran LED. Sa taille compacte le rend léger et ultra-portable. Cette machine ne pèse que 28,2 lb, vous pouvez facilement l'emporter partout où vous avez besoin de souder.

MIG pulsé

Le procédé MIG pulsé utilise un faible courant de « fond », suffisant pour maintenir l'arc mais pas assez élevé pour faire fondre le fil. Sur ce courant de fond, une impulsion de « crête » à courant élevé est superposée. Dans des conditions optimales, une seule gouttelette de fil d'apport fondu est projetée à travers l'arc dans le bain de soudure par transfert par pulvérisation. Il est ainsi possible d'obtenir un transfert par pulvérisation et un arc stable à des courants de soudage moyens faibles. Cela permet de souder des métaux très fins avec des fils de grand diamètre, là où auparavant il fallait utiliser des fils très fins, difficiles à alimenter dans l'aluminium tendre. Les courants plus faibles réduisent également la pénétration, ce qui est utile lors du soudage.

matériaux fins et permettent également d'utiliser des vitesses de soudage plus lentes, ce qui facilite la manipulation de la torche par le soudeur dans des conditions d'accès difficiles ou lors du soudage en position.

Fig. 17 Courant pulsé CC, Miller Welding 

Comme le montre la figure 17, le changement de fréquence entraîne un changement du nombre d'impulsions pour la même période de temps et vous pouvez également contrôler la période de temps au niveau du courant d'impulsion et du courant de fond.

Résumé:

L'article donne un aperçu du soudage de l'aluminium, y compris les caractéristiques de l'aluminium, la désignation de l'alliage d'aluminium, les problèmes de soudabilité de l'aluminium, la sélection des matériaux d'apport de soudage, la préparation au soudage et les procédés de soudage utilisés dans le soudage de l'aluminium. Il souligne l’importance de comprendre les différents alliages d’aluminium et les procédures de soudage appropriées pour maintenir l’intégrité des joints soudés.

L'aluminium est largement utilisé dans diverses applications en raison de sa légèreté et de sa haute résistance à la corrosion. Il est utilisé dans les avions, les navires, le matériel roulant ferroviaire, les ponts et les véhicules militaires. Cependant, le soudage de l'aluminium présente des défis tels que la formation d'un film d'oxyde, la porosité, la fissuration à chaud et la distorsion.

Pour surmonter ces défis, divers procédés de soudage sont utilisés, notamment le soudage TIG (gaz inerte au tungstène) et le soudage MIG (gaz inerte métallique). Le soudage TIG utilise une électrode en tungstène non consommable et un courant alternatif pour briser la couche d'oxyde et obtenir une pénétration profonde. Le soudage MIG utilise un dévidage continu du fil et un gaz de protection pour protéger le bain de fusion.

L'article fournit également les paramètres de soudage recommandés pour le soudage TIG et MIG de l'aluminium en fonction de l'épaisseur, du type de joint, du courant, de la tension, du diamètre de charge et de la vitesse de déplacement. Il souligne l'importance d'une bonne préparation des bords et de la sélection des matériaux de remplissage en fonction des propriétés souhaitées du joint soudé.

L'article est un bon guide pour les ingénieurs en soudage, les superviseurs et les soudeurs pour comprendre les principes fondamentaux du soudage de l'aluminium et mettre en œuvre des procédures de soudage efficaces pour les alliages d'aluminium.