Soudage de l’aluminium : Un guide pour les débutants et les experts

L’aluminium est un métal léger, avec une apparence argentée.

Cet article est centré sur la simplification de la complexité de la soudure de l’aluminium pour les débutants et les experts. Il explore tout ce que vous aimeriez savoir sur la soudure de l’aluminium.

Que vous souhaitiez apprendre comment préparer l’aluminium, la technique de soudage ou les précautions – ce guide vous transformera en expert de la soudure de l’aluminium.

Ce Qui Rend la Soudure de l’Aluminium Difficile ?

Bien que vous puissiez souder de l’aluminium, il existe certains défis auxquels vous devrez faire face tels que :

Couche d’Oxyde :

L’aluminium a un revêtement extérieur d’oxyde qui a un point de fusion plus élevé que le métal. En tant que tel, il est préalable de d’abord éliminer la couche d’oxyde avant de souder le métal de base.

Fenêtre de Travail Limitée :

L’affinité élevée de l’aluminium pour l’hydrogène vous donne un temps limité pour le souder.

Plus il chauffe, plus il absorbe l’hydrogène. Lorsque l’aluminium absorbe plus d’hydrogène, il devient un métal poreux et faible.

Impuretés :

Parfois, l’aluminium peut contenir des impuretés. Ces impuretés interféreront avec la capacité de soudage de l’aluminium.

Des exemples de telles impuretés incluent la saleté, l’air et l’eau. Ces impuretés peuvent fusionner dans le métal lors du soudage.

Complexité de la Manipulation :

Souder de l’aluminium nécessitera l’utilisation d’aluminium de différentes épaisseurs. Cela peut représenter un défi pour vous.

Outre ce qui précède, l’aluminium :

• Dispose d’un faible point de fusion – le rendant sujet à la surchauffe pendant le soudage.
• Ne change pas de couleur avant d’atteindre son point de fusion. Par conséquent, vous pourriez finir par surchauffer l’aluminium pendant le processus de soudage.

En effet, la soudure de l’aluminium présente des défis. Cependant, ces inconvénients ne suffisent pas à vous décourager.

En utilisant ce guide et en pratiquant régulièrement, nous croyons que vous pourrez souder de l’aluminium sans aucune difficulté.

Comment Souder de l’Aluminium avec Succès

Dans la section précédente, nous avons examiné pourquoi la soudure de l’aluminium peut être difficile. Cette section vous donne des directives générales pour vous permettre d’obtenir une soudure réussie de l’aluminium.

Voici les étapes pour vous aider à préparer votre aluminium avant de souder :

Étape 1 : Élimination des Impuretés

Tout d’abord, éliminez les impuretés telles que l’huile, la graisse ou la vapeur d’eau de la surface de l’aluminium.

Vous pouvez utiliser soit un solvant, soit une solution modérément alcaline telle que de l’acétone ou un savon fort.

Étape 2 : Éliminez Toute Couche d’Oxyde

Ensuite, vous devez vous débarrasser de tout l’oxyde sur l’aluminium.

Contrairement à l’élimination des impuretés, à cette étape, vous pouvez utiliser de l’acide ou une solution fortement alcaline. Alternativement (et de préférence), vous pouvez utiliser une brosse en fil d’acier inoxydable.

Après cela, vous pouvez procéder à la soudure de l’aluminium.

Cependant, si vous prévoyez de souder l’aluminium plus tard, vous pouvez :

• Couvrir l’articulation prévue pour éviter toute contamination après le nettoyage
• Conserver l’aluminium dans des conditions sèches et à température ambiante.

Remarque : Assurez-vous de souder rapidement l’aluminium. Conserver l’aluminium pendant une longue période nécessitera de refaire le processus de nettoyage.

Meilleures Techniques pour Souder l’Aluminium avec Succès

Cette section couvre les principales techniques de soudure de l’aluminium.

Soudage à l’Arc Sous Vide (SAV) Aluminium

Le Gaz Inerte de Tungstène ou TIG est une technique courante lorsqu’il s’agit de souder de l’aluminium.

Le TIG dépend d’un gaz pour protéger la section d’aluminium soudée de toute contamination possible.

Le principal gaz de protection est l’argon.

Équipement :

L’équipement pour le soudage TIG devrait avoir les éléments suivants :

• Courant constant
• Capacité de courant alternatif (CA)
• Utilisez 100% d’argon comme gaz de protection

Application :

De nombreuses industries utilisent cette technique de soudage telles que :

• Industrie automobile par des soudeurs d’équipe de course professionnels.
• Industrie alimentaire et pharmaceutique pour souder des contenants alimentaires ou médicaux.

Processus :

Le SAV implique l’alimentation du matériau d’apport à travers une pelle. Vous suivrez ces processus clés :

• Tout d’abord, choisissez un matériau d’apport approprié. Généralement, les tiges de tungstène sont le choix préféré.
• Après la première étape, nettoyez et préchauffez l’aluminium
• Assurez-vous de pouvoir réguler le débit d’argon au chalumeau. Un carbone non régulé peut entraîner un arc irrégulier. La plupart des équipements TIG ont un mécanisme de pédale pour aider à la régulation.
• Pour l’élimination de toute déformation, vous pouvez utiliser un dissipateur de chaleur.
• Assurez-vous que le matériau d’apport est exempt de contaminants.
• Enfin, faites fondre l’aluminium en utilisant votre équipement pour créer une pelle.

Avantages :

• Il utilise un courant alternatif qui élimine la couche d’oxyde lors du soudage.
• Le gaz de protection empêche toute contamination de l’aluminium pendant le processus de soudage.
• Produit des soudures plus solides et plus ductiles.
• Convient pour les pièces en aluminium minces.
• Idéal pour les projets de bricolage.

Inconvénients :

• Nécessite l’alimentation manuelle du matériau d’apport à la pelle. Cela demande une précision supplémentaire.
• C’est plus lent par rapport à d’autres techniques de soudage.
• Requiert une régulation régulière du gaz de protection pour éviter l’accumulation.

Soudage à l’Arc Sous Flux Protecteur (SAF) Aluminium

Le SAF est similaire au soudage MIG (Metal Inert Gas).

Cette méthode incorpore également l’utilisation d’argon comme gaz de protection pendant le processus de soudage.

Cependant, dans le SAF, le fil est alimenté mécaniquement et non manuellement comme dans le SAV.

Soudage à l’Arc Sous Flux Protecteur

Équipement

Vous aurez besoin d’un pistolet de bobine ou d’un pistolet poussant. L’un ou l’autre de ceux-ci facilitera l’alimentation mécanique du fil.

Vous devez connecter la machine de soudage aluminium à une tension et un courant constants.

Application :

Certaines industries qui dépendent de cette technique sont :

• Automobile
• Construction
• Fabrication

Processus :

Le SAF est décrit comme un processus ‘chaud et rapide’. Par conséquent, assurez-vous d’avoir les éléments suivants en place avant de commencer le soudage.

• Sélectionnez un matériau d’apport ayant le même point de fusion que votre matériau de base.
• Préparez votre pistolet poussant ou votre pistolet de bobine
• Nettoyez l’aluminium pour éliminer toute oxydation.
• Limez les bords que vous avez l’intention de joindre.

Une fois que tout est en place, vous pouvez procéder au soudage.

Pendant le soudage, assurez-vous de ce qui suit :

• Utilisez de l’argon comme gaz de protection. L’argon a un bon profil de pénétration et une action de nettoyage.
• Employez la technique de poussée. Poussez le pistolet loin de la flaque de soudure. Cela augmentera la couverture du gaz de protection, réduira la contamination de la soudure et augmentera le nettoyage.

Rappelez-vous, le processus doit être ‘chaud et rapide.’

Avantages :

• Le soudage MIG a un taux de dépôt élevé.
• Facile d’apprendre à utiliser et à contrôler l’équipement MIG
• Il utilise un gaz de protection qui aide à prévenir toute contamination.
• L’opération à une main augmente la vitesse de soudage.
• Idéal pour les projets de bricolage.

Inconvénients :

• Risque élevé de percée potentielle du matériau de base si vous n’êtes pas prudent.
• L’équipement est limité à une utilisation en intérieur.
• Les pistolets de bobine ou de poussée ont un coût initial relativement élevé.
• Non adapté pour les pièces en aluminium minces

Soudage à l’Arc Aluminium

Le soudage à l’arc est la première technique de soudage jamais développée. Le soudage à l’électrode enrobée et le soudage à l’arc sont la même chose.

Dans le soudage à l’arc, la puissance aidera à fondre et à souder ensemble des feuilles métalliques.

Malgré l’utilisation généralisée du soudage à l’arc, un niveau significatif d’expertise est requis pour réussir un soudage à l’arc de l’aluminium.

Soudage à l’Arc

Équipement :

Le soudage à l’arc utilise une machine spécialisée appelée soudeuse à l’arc. Vous pouvez ajuster la chaleur générée par la machine selon le métal que vous soudez.

Application :

Si vous êtes un expert, vous pouvez utiliser le soudage à l’arc pour souder des métaux en aluminium dans toutes les industries.

Il est idéal pour les projets de grande envergure.

Processus :

• Tout d’abord, préparez votre espace de travail de soudage extérieur. Pour le soudage à l’arc en intérieur, assurez-vous que la pièce est bien ventilée et qu’il n’y a pas d’objets combustibles.
• Tout comme pour la MIG et la TIG, vous devrez nettoyer l’aluminium de base et éliminer toute oxydation.
• Ensuite, vous préchaufferez l’aluminium à environ 400 degrés Fahrenheit
• Vous devez vous assurer que la soudeuse à l’arc a un faible ampérage pour éviter toute surchauffe ou déformation.
• L’étape avant-dernière est de démarrer l’arc soigneusement et de manière constante sur le métal d’aluminium de base.
• Enfin, vous effectuerez le nettoyage après soudure. Cela implique d’abord de plonger l’aluminium soudé dans l’eau. Ensuite, procédez à éliminer les scories puis essuyez les métaux de base avec un morceau de tissu sec.

Remarque : Lors de la soudure à l’arc, des équipements de protection sont indispensables :

• Casque – Pour protéger vos yeux
• Gants – Pour protéger vos mains car vous devez tenir les électrodes.

Avantages :

• Contrairement à la soudage MIG et TIG, le soudage à l’arc est idéal pour des conditions extérieures.
• Également, le soudage à l’arc est rentable.
• Produit une soudure robuste et durable

Inconvénients :

• Comparé au soudage MIG et TIG, le soudage à l’arc est complexe et nécessite un haut niveau d’expertise.
• Utilise des électrodes enrobées au lieu de gaz de protection. Cela entraîne la formation de scories.
• Requiert un nettoyage après soudure qui est fastidieux.

Soudage par faisceau d’électrons en aluminium

Le soudage par faisceau d’électrons (EB) dépend de l’énergie cinétique des électrons pour chauffer la pièce avant de transférer la chaleur.

Notamment, le soudage par EB est effectué dans une chambre à vide. Il est idéal pour l’aluminium de la série 6000.

Le soudage par EB a une grande vitesse allant jusqu’à 100 pouces par minute (dix fois la vitesse du soudage TIG et MIG).

Soudage par faisceau d’électrons

Équipement :

Il existe des machines de soudage par EB spécialisées. Ces machines peuvent être standardisées et personnalisées en fonction de l’utilisation prévue.

Application :

Le soudage par EB en aluminium est réalisé dans la plupart des industries, notamment :

• Industrie aérospatiale
• Industrie médicale
• Industrie de l’énergie
• Industries de haute technologie

Processus :

• Tout d’abord, vous devrez nettoyer vos métaux de base en aluminium pour éliminer les oxydes et les hydrocarbures.
• Comme le soudage par EB est une technique de soudage par fusion, vous n’aurez pas besoin de matériau d’apport.
• Assurez-vous d’effectuer le soudage dans un environnement sous vide.
• Pendant le soudage, soyez précis avec l’assemblage. C’est à l’assemblage que la chaleur est générée et que la fusion se produit.

Avantages :

• Haute précision et précision dans le soudage.
• Le soudage par EB présente une rétention de résistance de pas moins de 97 %.
• Étant donné que le soudage par EB est effectué dans une chambre à vide, il en résulte un soudage propre.
• Il est possible d’automatiser complètement le processus de soudage par EB.

Inconvénients :

• Il est complexe de mettre en place et de démarrer le soudage par EB en raison de la chambre à vide.
• La complexité rend le soudage par EB moins rentable.

Soudage par faisceau laser en aluminium

Le soudage par faisceau laser (LB) est une option de soudage sans contact et sans vide. Il utilise des faisceaux laser pour créer un soudage.

Avec le soudage par LB, vous pouvez atteindre une vitesse de soudage rapide allant jusqu’à 200 pouces par minute. De plus, les niveaux de précision sont également impressionnants.

Processus de soudage par faisceau laser

Équipement :

Il existe divers équipements de soudage laser. Les deux principaux types de machines laser sont :

• Lasers manuels
• Lasers contrôlés par ordinateur

Les différentes machines ont des commandes et des faisceaux différents.

Application :

Le soudage laser pour l’aluminium est utilisé dans des cas où une vitesse de soudage élevée est requise.

Ces applications peuvent aller de l’industrie aérospatiale au domaine médical.

Processus :

i. Le soudage laser est effectué par des professionnels. Cependant, voici le guide de base pour le soudage laser :

ii. Tout d’abord, vous devrez nettoyer les métaux d’aluminium avant le soudage.

iii. Ensuite, assurez-vous que les assemblages sont également propres et prêts pour le soudage.

iv. Vous pouvez ensuite procéder au soudage. Selon la technologie de la machine, le faisceau laser peut être soit :

• Laser pulsé – Le faisceau est allumé et éteint à des taux extrêmement élevés d’environ 10 à 1000 Hz
• Laser continu – Caractérisé par un faisceau laser constant, il est idéal pour les soudures à pénétration profonde.
• Agitation au laser – Le faisceau laser continu oscille à un rythme très élevé, provoquant une action de brassage.

Avantages :

• Moins de défauts sur les soudures en aluminium.
• Haute précision lors du soudage.
• Facilité de réglage car il ne nécessite pas de chambre à vide.
• Il utilise des gaz de protection qui vous permettent d’obtenir une soudure propre.
• Économique en raison des taux de soudage élevés.

Inconvénients :

• Ne peut être réalisé efficacement que par des experts.
• Le coût initial des machines laser est relativement élevé

Soudage par points en aluminium

Le soudage par points fait fondre deux pièces de métal pour former une soudure.

Il utilise une paire d’électrodes à deux fins principales :

• Pincer les métaux de base
• Livrer le métal de base nécessaire pour réaliser la soudure.

En résumé, le soudage par points assemble les métaux en aluminium avec la chaleur d’un courant électrique.

Équipement :

L’équipement utilisé est une machine de soudage par points.

Il est important d’avoir un système électrique triphasé.

De plus, le soudage par points nécessite un courant extrêmement élevé d’environ 150 ampères par phase.

Pour contrer cela, vous pouvez utiliser un soudeur à décharge capacitive qui réduit considérablement la consommation électrique pendant le soudage.

Application :

Le soudage par points en aluminium est réalisé dans la plupart des industries, en particulier l’industrie automobile.

Processus :

• Comme dans d’autres techniques de soudage, assurez-vous d’abord de nettoyer les métaux en aluminium.
• Portez l’équipement de protection nécessaire.
• Assurez-vous que votre alimentation électrique peut prendre en charge votre équipement de soudage par points. Un signe que votre alimentation n’est pas suffisante sera le clignotement des lumières sur votre site.
• Procédez rapidement au soudage des métaux de base.
• Enfin, refroidissez les électrodes à l’eau en raison des courtes durées de soudage associées à un courant élevé.

Avantages :

• Rapide et efficace.
• Ne nécessite ni matériau d’apport ni flux.
• Une compétence spéciale n’est pas un préalable
• Vous pouvez automatiser le processus de soudage par points

Inconvénients :

• Ne peut efficacement souder que de l’aluminium d’une épaisseur allant de 5 à 50 pouces
• La taille et la forme de la soudure sont directement proportionnelles à la taille et à la forme des électrodes.
• Il y a une forte probabilité de déformation de l’assemblage.

Aperçu du soudage par points

Avantages des pièces soudées en aluminium

L’aluminium a remplacé l’acier dans plusieurs applications où le poids est crucial.

Les avantages des pièces soudées en aluminium découlent des propriétés de l’aluminium. Ci-dessous, sont les principaux avantages des pièces soudées en aluminium :

• Durabilité – Lorsqu’il est exposé à l’air, les pièces soudées en aluminium formeront une couche d’oxyde. Cette couche protégera la pièce de la corrosion.
• Soudage rapide – Comme l’aluminium a une bonne conductivité thermique, il est plus rapide à souder par rapport à d’autres métaux tels que l’acier. Par conséquent, les pièces soudées en aluminium sont rapides à livrer.
• Altération de la résistance – Bien que les pièces soudées en aluminium ne soient pas plus solides que leurs homologues en acier, elles peuvent être traitées pour correspondre aux niveaux de résistance de l’acier.
• Facilité d’usinabilité – Les pièces soudées en aluminium sont faciles à couper, ce qui facilite leur manipulation.
• Esthétique – À condition de bien souder, les pièces soudées en aluminium sont généralement esthétiques.
• Légèreté – Enfin, les pièces soudées en aluminium sont relativement légères, ce qui les rend faciles à transporter et à manipuler.

Conseils et astuces pour le soudage de l’aluminium

Comme mentionné précédemment, souder de l’aluminium n’est pas une mince affaire. Cependant, le but de tout cet article est de vous aider à naviguer dans le monde du soudage de l’aluminium avec facilité et confort.

Les conseils et astuces ci-dessous vous aideront à souder de l’aluminium avec succès :

• Prendre des mesures de sécurité – La sécurité d’abord ! Assurez-vous de porter un équipement de protection individuelle pendant le soudage pour garantir votre sécurité. Cela inclut des gants de sécurité, des lunettes, un casque de soudage et des chaussures de protection. Cela s’applique aussi bien aux personnes expérimentées qu’aux novices.
• Être attentif aux détails – L’aluminium est un métal sensible. Par conséquent, vous devez être très attentif pendant le soudage.
• Préparation adéquate – Comme souligné tout au long de cet article, la préparation est essentielle dans le soudage de l’aluminium. Tout d’abord, vous devez nettoyer et stocker de manière protectrice l’aluminium que vous comptez souder. De plus, préparez-vous avec la meilleure technique pour souder efficacement les pièces.
• Nettoyage approprié – Pour nettoyer l’aluminium, utilisez d’abord un solvant tel que l’acétone pour éliminer les dépôts tels que l’huile, les gouttelettes et la graisse à la surface. Ensuite, vous pouvez utiliser un alcalin fort, un acide modéré ou une brosse métallique pour éliminer la couche d’oxyde.
• Patience – Souder avec précipitation n’est pas seulement dangereux, mais entraînera également des soudures de mauvaise qualité. Suivez séquentiellement les différentes étapes de soudage.

Comment choisir le meilleur matériau d’apport pour le soudage de l’aluminium

La plupart des techniques de soudage de l’aluminium nécessiteront l’utilisation d’un matériau d’apport. Sans aucun doute, votre choix de matériau d’apport influencera la qualité de la soudure finale.

Voici quelques considérations clés à prendre en compte lors de la sélection d’un matériau d’apport :

• Équipement de soudage – L’ampérage et les propriétés de l’équipement de soudage doivent être capables d’accommoder le matériau d’apport que vous choisissez.
• Condition de soudage – Votre matériau d’apport choisi doit être compatible avec le gaz de protection. Alternativement, il doit également être compatible avec la condition de soudage telle qu’un environnement sous vide.
• Spécifications réglementaires et codes – Assurez-vous de choisir un matériau d’apport qui est conforme aux normes industrielles du soudage de l’aluminium.
• Matériau de base – Dans notre cas, le matériau de base est l’aluminium. Choisissez un matériau d’apport compatible avec l’aluminium.

Alliages d’aluminium adaptés au soudage

Le tableau ci-dessous résume pour guider la sélection d’aluminium approprié pour le soudage.

Nous l’avons divisé en trois sections principales :

• Adapté au soudage – Nous recommandons vivement l’aluminium dans cette section pour le soudage.
• Peut être utilisé mais n’est pas optimal – Vous pouvez utiliser des alliages d’aluminium dans cette section pour le soudage. Cependant, ils ne sont pas les plus désirables.
• Soudage basé sur l’expérience – Souder ces alliages est étroitement lié à des niveaux d’expérience élevés en raison de leur complexité.

Meilleures Pratiques pour Prévenir les Défauts dans le Soudage de l’Aluminium

Les soudures en aluminium sont sujettes aux défauts après le soudage. Vous pouvez certainement prévenir ces défauts.

Le tableau ci-dessous met en évidence les défauts courants et comment vous pouvez les prévenir.

Propriétés Rendre l’Aluminium Soudable

Vous pouvez souder l’aluminium grâce aux matériaux :

• Haute conductivité thermique – Permet une formation rapide des soudures.
• Malléabilité – Cela réduit la possibilité de fissuration pendant le soudage.

Soudage de l’Aluminium à D’autres Métaux

Parfois, vous pouvez trouver le soudage de l’aluminium à certains métaux difficile. Un bon exemple est le soudage acier-aluminium.

Cela est dû aux différentes propriétés physiques et métallurgiques des deux métaux.

Cependant, cela ne signifie pas que vous ne pouvez pas souder les deux métaux. L’aluminium peut être soudé à d’autres métaux mais nécessite de l’expertise.

Le soudage de l’aluminium à d’autres métaux est utile lorsque vous avez besoin d’utiliser uniquement un composant en aluminium dans une structure fabriquée à partir d’un autre métal.

Conclusion

Le soudage de l’aluminium a ses complexités comme souligné dans la section précédente. Cependant, nous sommes convaincus que ce guide vous a donné un aperçu du monde du soudage de l’aluminium.

Pour toutes vos questions ou demandes de renseignements sur le soudage de l’aluminium, KDM est là pour vous aider – contactez-nous maintenant.

Ressources Supplémentaires :

Soudage de Tôle Métallique – Source : KDMFAB

Comment Souder l’Aluminium – Source : UTI

Principaux Fabricants d’Aluminium – Source : KDMFAB

Comment Souder l’Aluminium en MIG – Source : WeldGuru

Fabrication de Tôle Métallique en Aluminium – Source : KDMFAB

Soudage de l’Aluminium – Source : WeldGuru

Soudage MIG de l’Aluminium – Source : Make Money Welding

Comment Souder l’Aluminium – Source : The Instructables

Guide de Soudage de l’Aluminium – Source : TWI