Soudage automatisé de l'aluminium : précision, efficacité et qualité

L'aluminium est l'alliage le plus difficile à souder. L'oxyde d'aluminium fond à 2038 °C (3700 °F), contre 649 °C (1200 °F) pour l'aluminium. L'oxyde doit être soigneusement nettoyé de la surface avant soudage. L'aluminium existe en alliages traitables thermiquement et non traitables. Les alliages traitables tirent leur résistance du vieillissement. Une diminution significative de la résistance à la traction peut survenir en soudant l'aluminium à cause du sur-vieillissement.

9 groupes d'éléments d'alliage majeurs de l'aluminium :

Désignation	Élément d'alliage principal
1xxx	Non allié (pur) >99 % Al
2xxx	Cuivre principal, autres (magnésium) possibles
3xxx	Manganèse principal
4xxx	Silicium principal
5xxx	Magnésium principal
6xxx	Magnésium et silicium principaux
7xxx	Zinc principal, autres (cuivre, magnésium, chrome, zirconium) possibles
8xxx	Autres éléments (étain, compositions lithium)
9xxx	Réservé usage futur

Facteurs affectant le soudage aluminium :

• Revêtement oxyde d'aluminium
• Conductivité thermique
• Coefficient dilatation thermique
• Caractéristiques de fusion

Alliages d'aluminium déformés (wrought)

Série 1xxx

Excellente résistance corrosion, conductivité thermique/électrique élevée, propriétés mécaniques faibles, excellente aptitude au travail. Augmentation modérée résistance par écrouissage. Impuretés principales : fer, silicium.

Série 2xxx

Traitement solution requis pour propriétés optimales ; condition traitée solution, propriétés mécaniques similaires/supérieures acier bas carbone. Parfois traitement précipitation (vieillissement) pour augmenter propriétés : augmente limite élasticité, perte allongement ; effet résistance traction moins grand. Moins bonne résistance corrosion que autres séries, risque corrosion intergranulaire. Bonnes pour résistance température modérée. Soudabilité limitée, mais certains usinabilité supérieure.

Série 3xxx

Généralement non traitables thermiquement, ~20 % plus résistance que 1xxx. Mn limité ~1,5 % efficacement ajoutable, donc peu d'alliages avec Mn majeur.

Série 4xxx

Silicium principal, ajoutable quantités suffisantes (≤12 %) abaissant plage fusion. Alliages Al-Si utilisés fil soudage et brasage pour joindre aluminium, où plage fusion plus basse que métal base requise. Alliages forts Si deviennent gris foncé/charbon finition anodique, demandés applications architecturales.

Série 5xxx

Magnésium principal. Avec manganèse : alliage écrouissable résistance modérée/élevée. Mg bien plus efficace que Mn durcisseur : 0,8 % Mg ≈ 1,25 % Mn, ajoutable quantités plus hautes. Bonne soudabilité et résistance corrosion atmosphères marines. Limiter travail à froid et températures pour hauts Mg éviter fissuration corrosion sous contrainte.

Série 6xxx

Si et Mg proportions ≈ formation Mg₂Si → traitables thermiquement. Moins forts que 2xxx/7xxx, mais bonne formabilité, soudabilité, usinabilité, résistance corrosion, résistance moyenne. Parfois formés trempe T4 (solution traitée, pas précipitation) puis renforcés T6 par vieillissement.

Série 7xxx

Zinc 1-8 % principal, avec Mg plus faible → traitables, résistance modérée/élevée. Cuivre, chrome souvent ajouts mineurs. Certains 7xxx structures aéronautiques, pièces hautement sollicitées. Hauts 7xxx : résistance corrosion sous contrainte réduite, souvent sur-vieillis (overaged) pour meilleur compromis résistance/corrosion/tenacité.

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