1 - Préparation des tôles ép. 6,4 mm par brossage
Un décapage de la couche d'oxyde d'aluminium à l'aide d'une brosse à brins en acier inoxydable est nécessaire. Pour enlever la pellicule d'oxyde d'alumine, utiliser toujours des brosses avec poils en acier inoxydable propres.
Que l'on utilise des brosses rotatives montées sur une rectifieuse, une meuleuse en bout ou par brossage manuel, toujours exercer qu'une légère pression pour minimiser les inclusions indésirables dans le métal de base.
Toutes les surfaces de la tôle support et de la tôle rapportée sont soigneusement préparées afin de faciliter une meilleure soudabilité.
Pour le soudage de l'aluminium et ses alliages, les soudeurs et les opérateurs doivent veiller à la propreté du métal de base et enlever toute trace d'alumine et toute contamination d'hydrocarbures provenant d'huiles ou de solvants utilisés pour l'usinage ou le coupage. L'oxyde d'aluminium a un point de fusion très élevé, 2052 °C, et il est insoluble dans l'aluminium solide ou liquide.
Par conséquent, si les traces d'oxyde subsistent à la surface du métal de base cela pourra nuire à la pénétration et au mouillage. Le risque de projections excessives est également accru.
2 - Nettoyage avec un produit désoxydant
Pour souder, il faut obligatoirement l'éliminer et l'empêcher de se reformer pendant la phase d'apport du métal dans le cordon de soudure. C'est pourquoi le soudage de l'aluminium doit être fait sous atmosphère contrôlée constituée de gaz inerte : argon, hélium ou mélange Argon-Hélium.
Lorsqu'on utilise des fluides de décapage chimique, s'assurer que toute trace de produit a disparu sur la pièce, avant de souder celle-ci. Pour diminuer les risques que des hydrocarbures provenant d'huiles ou de solvants ne se retrouvent dans le bain de fusion, les enlever avec un produit dégraissant*. S'assurer que ce dernier ne contient aucune trace d'hydrocarbures.
Exemple de dégraissant Arc-Air©ALCLEAN.
Ce produit fonctionne vraiment très bien.
Il s'agit de nettoyer les pièces et de les rincer avec de l'eau et ensuite de les sécher correctement.
Frotter doucement la surface des pièces à souder avec le produit.
Laisser le produit agir quelques instants. Rincer les abondamment et sécher adéquatement pour enlever toute trace d'humidité. Ce produit est corrosif.
3 - Séchage des pièces avant soudage
Séchage des surfaces des plaques en alliage d'aluminium.
4 - Sélection du gaz inerte de protection de soudage
Cylindre ou bouteille d'argon à 100% utilisé pour le soudage de l'aluminium.
Le débit du gaz inerte est de 20 litres par minute à la torche.
L'argon pur donne un arc stable. Ce gaz est très efficace pour bien protéger le métal en fusion. Un mélange Argon Hélium aurait pu également être choisit. Étant donné l'épaisseur des pièces à souder, l'argon pur fera très bien l'affaire.
La photo montre une bouteille de gaz selon les standards canadiens (il n'y a pas de chapeau au niveau du robinet)
Pour mémoire, les bouteilles de gaz d'origine canadienne ne comporte pas de protection en acier vissée autour du robinet.
5 - Présentation du générateur de soudage
Le générateur de soudage utilisé est un poste combiné de type « inverter ».
Cette machine à souder peut servir pour les procédés manuels et semi-automatiques. Ce générateur est de marque Miller XMT304.
6 - Présentation du dévidoir et de ses composants
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Voici le dévidoir pour le mode poussé du fil d'apport en aluminium.
Celui-ci possède une commande de la vitesse d'avance de fil « run-in speed ». On remarque également un sélecteur pour le diamètre du fil électrode pour les fils de .030? (soit Ø 0,8 mm) et ?other wires' pour tous les autres diamètres de fils. Les autres options ne sont pas installées sur ce poste.
7 - Le pistolet de soudage en mode tiré
Le pistolet de soudage possède dans la tête de la torche un système tiré avec un galet en U dentelé favorisant une meilleure alimentation du fil, et ce, sans aucun glissement.
8 - Sélection du métal d'apport
Le métal d'apport utilisé doit être de même composition (ou de composition la plus proche) et de même degré de pureté que le métal de base à souder. Lorsque l'assemblage est hétérogène, des précautions sont à prendre pour sélectionner le métal d'apport par rapport aux impératifs techniques recherchés (tenue à la corrosion, propriétés mécaniques, aspect et état de surface)
Les métaux utilisés sont de type 6061 (Alliage d'aluminium à traitement thermique).
À l'aide du tableau de sélection des métaux d'apport ci-dessous, le fil électrode choisit est de la série 4043. C?est un fil d'aluminium allié au silicium.
Métaux d'apport pour les alliages d'aluminium en fonction de la résistance à la traction et de la ductilité du métal déposé.
| Alliages d'aluminium à souder | 1060 1100 1350 3003 3004 |
5052 | 5083 5086 |
5454 | 6060 6061 6063 6351 |
7004 |
| 7004 | 5356 (3) | 5356 (3) | 5356 (3) | 5356 (3) 5554 (3) |
5356 (3) | 5356 (3) |
| 6060 6061 6063 6351 |
4043 5356 (3) |
5356 (3) 5554 (4) |
5356 (3) |
5356 (3) 5554 (4) |
4043 5356 (2-3) |
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| 5454 | 5356 (3) 5554 (4) |
5356 (3) 5554 (4) |
5356 (3) | 5554 (4) 5356 (3) |
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| 5083 5086 |
5356 (3) | 5356 (3) | 5356 (3) | |||
| 5052 | 5356 (3) | 5356 (3) 5554 (4) |
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| 1060 1100 1350 3003 3004 |
4043 5356 (3) 1100 (1) |
(1) Donne les meilleures ductilités et résistances à la corrosion. La résistance à la corrosion est toutefois inférieure à la nuance 1100. (2) Donne une meilleure harmonisation de la couleur après anodisation. (3) L'alliage 5356 est le plus courant de la série 5xxx. Les alliages 5183 et 5556 peuvent lui être substitués. (4) A utiliser si la température de service est supérieure à 65° Celsius. |
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9 - Pointage des pièces
Les bords à souder doivent être propre et sec avant l'assemblage, afin d'éviter que l'eau ou les hydrocarbures se décomposent en hydrogène pouvant causer des soufflures dans la soudure
10 - Angle d'inclinaison de la torche de soudage
La torche doit être inclinée d'environ 70° à 80° par rapport à l'axe vertical de l'assemblage en T.
On pointe le fil directement dans le joint à souder.
11 - Le soudage des pièces
Le soudage de l'alliage d'aluminium doit être réalisé "chaud et rapide".
Contrairement à l'acier, la grande conductivité thermique de l'aluminium impose l'utilisation de plus fortes valeurs de tension et de courant et de plus grandes vitesses de soudage.
Les paramètres de soudage utilisés sont les suivant :
Tension : 23.5 Volts
Diamètre du fil : .045" ou Ø 1,2 mm
Intensité : 240 Ampères
Vitesse alimentation du fil : 375"/minute ou 952,5 centimètres/minute
12 - Vérification de l'aspect visuel de la soudure
Soudure exécutée.
Inspection visuelle.
Bon mouillage et stries régulières.
13 - Préparation pour un examen macrographique de la soudure
L'assemblage est coupé en travers de la soudure à la scie .
Il est poli avec un papier sablé fin afin de vérifier si la soudure a bien pénétrée dans l'assemblage en aluminium et si la compacité de la soudure est bonne.
Un regard attentif est porté sur la pénétration à la racine des deux tôles et la symétrie du cordon de soudure.
14 - Résultats de la macrographie et de la pénétration
La coupe macrographique nous révèle une bonne pénétration dans le métal de base. La compacité de la soudure est bonne (pas de défaut plan ou volumique visible). Nous avons remarqué que le transfert en pulvérisation axiale est excellent même en verticale montant. De plus, dans cette position, la pénétration surpasse les autres positions avec le MIG aluminium avec les mêmes paramètres utilisés.
15 - Remerciements
Nous remercions vivement le Centre de Formation Professionnelle de l'Outaouais de la ville de Gatineau au Québec, (Canada) pour l'aide apportée et la participation à la création de cette page ainsi qu'à l'auteur de cet article Pierre DAIGLE, formateur en soudage dans ce centre bien réputé au Québec.
Visiter le site web du centre de formation professionnelle de l'Outaouais 16 - Quelques liens Internet utiles
Le procédé de soudage MIG FIL MASSIF / GMAW / 131 Quelques astuces et techniques de soudage pour le procédé MAG semi-auto / GMAW / 135 Les modes de transfert d'arc en MAG / GMAW selon le diamètre de fil et la tension de soudage Quelle est l'influence de la longueur de fil libre (ou stick-out) en MIG/MAG ? Quelle est la méthodologie de recherche des paramètres de soudage du procédé MIG/MAG ? Comment régler la self ou inductance pour un transfert par court-circuit en soudage MAG ? Le tableau de l'influence des paramètres en soudage en MIG / MAG sur le cordon Comment entretenir son poste à souder MAG et son matériel de soudage MAG/GMAW ? Introduction à la qualité du soudage Comment rédiger une fiche de descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) ? Comment lire un certificat de qualification de soudeur selon norme européenne ? Une analyse des nouveautés de la norme de qualification de soudeurs NF EN 287-1 de septembre 2011 Tableau de la normalisation européenne du soudage - Mathias LUNDIN - www.svets.se Introduction à la qualité du soudage - Exécution des structures en acier La normalisation européenne du soudage Quelle est l'incidence de l'application des normes européennes sur le soudage ? Introduction à la qualité du soudage La notion de Weld Team d'un service technique soudage selon EN ISO 14731 Comment rédiger une fiche de descriptif de mode opératoire de soudage (DMOS) ? Quelle est la codification des types et modes d'assemblage selon les normes européennes ?17 - Vos commentaires et réactions sur cet article
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