Soudage TIG de l'aluminium : Guide technique complet

Le soudage TIG de l'aluminium est largement considéré comme l'un des procédés les plus exigeants sur le plan technique dans le domaine du soudage. Lorsque l'on travaille avec l'aluminium, un métal qui se caractérise par sa légèreté, sa résistance à la corrosion et sa grande conductivité, une série de problèmes inédits apparaissent, qui le distinguent tant de l'acier ou de l'acier inoxydable. Une mauvaise manipulation de l'aluminium peut faire en sorte que la couche d'oxyde naturel produise une soudure faible, poreuse ou structurellement indésirable en raison de son niveau d'oxyde naturel, de son faible point de fusion et de sa capacité à absorber l'hydrogène gazeux. C'est pourquoi le procédé TIG (gaz inerte de tungstène), ou le procédé de soudage à l'arc au tungstène (GTAW), est le procédé privilégié par l'industrie dans les cas où la précision, l'esthétique et l'intégrité de la soudure sont les principaux facteurs à prendre en compte.

Ils couvriront le comportement des matériaux, la sélection de l'équipement, le choix du gaz de protection, la préparation des joints et les méthodes de dépannage, bien que l'accent soit mis sur le contrôle de la qualité et la répétabilité. En outre, l'article explique en détail comment sélectionner et utiliser correctement une soudeuse tig en aluminium, comment gérer les différents types d'opérations de soudage tig en aluminium. pièces de soudure en aluminiumLe lecteur aura une connaissance approfondie de la manière de créer un assemblage d'aluminium de bonne qualité, propre et structurellement beau, conformément à la norme industrielle en vigueur dans l'aérospatiale, l'industrie automobile et l'industrie marine, ainsi que dans le secteur de la construction. A la fin, le lecteur aura une connaissance approfondie de la manière de créer un assemblage d'aluminium soudé TIG de bonne qualité, propre et structurellement beau, conformément à la norme industrielle dans l'aérospatiale, l'industrie automobile, l'industrie marine, ainsi que l'industrie manufacturière. 

Cet article traite de la science, des méthodes et des aspects pratiques du soudage TIG sur aluminium. Il est destiné aux experts et aux personnes ayant reçu une formation technique qui souhaitent approfondir leurs connaissances sur le soudage de l'aluminium dans le cadre de processus industriels ou de haute performance.

Qu'est-ce que le soudage TIG de l'aluminium ?

Le soudage TIG de l'aluminium désigne le processus d'assemblage de composants en aluminium par soudage au gaz inerte de tungstène (TIG), également connu sous le nom de soudage à l'arc au gaz de tungstène (GTAW). Un arc électrique est généré par une électrode en tungstène non consommable et le métal de base en aluminium ainsi qu'une baguette d'apport sont fondus dans une enveloppe protectrice de gaz inerte, généralement de l'argon. L'aluminium ayant une conductivité thermique élevée, un point de fusion bas et une couche d'oxyde à point de fusion élevé, le soudage de l'aluminium a une coloration unique, et le séchage doit être effectué avec soin. Le soudage TIG permet un contrôle précis de l'apport de chaleur et de la flaque de soudure, ce qui signifie qu'il est parfait pour les matériaux minces, les assemblages avancés et d'autres applications à hautes performances. Les industries aérospatiale, automobile et marine, entre autres, utilisent le soudage TIG pour fabriquer des vidéos de soudage résistantes, non corrosives et d'aspect soigné. La réussite du "soudage TIG de l'aluminium" nécessite une technique qualifiée, un équipement approprié et une préparation minutieuse de la surface pour garantir l'intégrité et la solidité de la soudure.

Pourquoi le soudage TIG de l'aluminium ?

Le soudage à l'arc au tungstène (GTAW), également connu sous le nom de soudage au tungstène sous gaz inerte (TIG), est la technique idéale à utiliser lorsque la précision, le contrôle et l'esthétique sont nécessaires. Il offre un contrôle inégalé de la quantité de chaleur injectée, ce qui permet aux soudeurs de contrôler la fluidité du bain de soudure de l'aluminium.

Le soudage TIG, lorsqu'il est utilisé avec de l'aluminium, est très pratique, principalement parce que :

• Électrode non fondante : L'électrode en tungstène ne fond pas, ce qui garantit un contrôle stable de l'arc.
• Au lieu de Contamination : Dans le TIG, la couverture des gaz de protection est suffisante et les soudures finissent par être peu contaminées.
• Capacités de polarité AC : Le mode AC permet de nettoyer la couche d'oxyde tout en permettant une fusion profonde, essentielle pour le soudage TIG de l'aluminium.
• Comportement de l'aluminium en soudage : Le comportement de l'aluminium lors du soudage, en particulier dans les zones affectées par la chaleur, doit faire l'objet d'une attention particulière.

Le soudage de l'aluminium implique une meilleure compréhension de ses propriétés physiques et chimiques, qui sont très différentes de celles d'autres métaux largement utilisés. Vous trouverez ci-dessous les principaux défis associés au soudage TIG de l'aluminium.

1. Conductivité thermique très élevée

L'aluminium transporte la chaleur cinq fois plus que l'acier. Cela signifie que la chaleur se dissipe rapidement de la zone de soudure, ce qui nécessite un ampérage plus élevé lorsque l'on tente de souder l'aluminium au TIG, en particulier avec des matériaux épais. Si l'on ne fait pas ce qu'il faut, on peut aboutir à une fusion par écart ou à une pénétration irrégulière de la soudure.

2. Problèmes liés à la couche d'oxyde

Lorsque les surfaces d'aluminium sont exposées à l'air, une couche d'oxyde (adhérant de manière fiable) se forme instantanément, et elle est mince. Cette couche est fondue à environ 2050 °C, ce qui est bien supérieur au point de fusion du métal de base de l'aluminium, qui est de 660 °C. Le soudage TIG, lorsque le mode AC est utilisé, aide à briser cette couche, mais il est également important de procéder à un nettoyage préalable pour produire un aluminium soudé TIG de haute qualité.

3. Sensibilité à la porosité à l'hydrogène

L'hydrogène absorbe facilement l'aluminium en fusion, ce qui peut créer des porosités ou des fissures pendant le refroidissement. L'huile, l'humidité ou les baguettes d'apport sales ont constitué une source de contaminants qui a permis à l'hydrogène de pénétrer dans le bain de soudure. Un bon nettoyage et l'utilisation de baguettes d'apport sèches sont essentiels pour éviter les défauts dans les pièces soudées en aluminium.

Tableau de synthèse technique pour le soudage TIG de l'aluminium

Voici un tableau technique complet qui résume les principaux aspects du soudage TIG de l'aluminium, notamment les paramètres de soudage, les types de joints, les défauts courants et la manière de les gérer. Dans ce tableau, vous combinez les idées de votre article, et il est original et très technique.

Conseil :

Veillez à calibrer correctement votre soudeuse tig aluminium en fonction de la série d'alliages que vous utilisez et vérifiez toujours l'intégrité du blindage avant de commencer les cycles de production. En aluminium, la qualité des soudures dépend autant de la qualité de la préparation de la surface et de l'ajustement des paramètres que de la qualité de l'opérateur.

Choisir le bon soudeur TIG aluminium

Le choix d'une soudeuse TIG aluminium appropriée est essentiel pour obtenir des soudures propres, solides et sans défaut lorsque l'on travaille avec de l'aluminium. Les propriétés de l'aluminium nécessitant un contrôle minutieux de la chaleur, de la stabilité de l'arc et de la polarité, toutes les machines TIG ne peuvent pas être utilisées sur ce matériau. Les spécifications et caractéristiques essentielles à prendre en compte sont les suivantes.

1. Capacité de soudage en courant alternatif

L'aluminium a besoin de courant alternatif (CA) pour réussir à découper la couche d'oxyde et, en même temps, obtenir une bonne pénétration de la soudure. Une machine sans courant alternatif ne peut pas être utilisée pour le soudage TIG de l'aluminium. Les machines de haute technologie vous permettent de régler avec précision l'équilibre du courant alternatif, c'est-à-dire le rapport entre le nettoyage et la pénétration.

2. Démarrage de l'arc HF

Un amorçage à haute fréquence est obligatoire pour éviter la contamination et le collage d'une électrode. L'amorçage HF permet un amorçage propre et sans contact de l'arc, ce qui contribue à préserver l'intégrité du tungstène et la stabilité de l'arc, en particulier lors du soudage de pièces délicates ou minces en aluminium.

3. Fréquence/forme d'onde contrôlable

Les postes de soudage tig en aluminium modernes permettent aux utilisateurs de personnaliser la fréquence du courant alternatif (généralement de 60 à 200 Hz), ce qui affine le cône de l'arc et améliore le contrôle. Le contrôle de la forme d'onde (onde carrée ou carrée douce) permet d'affiner encore les performances en fonction des différents alliages d'aluminium et des joints de soudure.

4. Fonction d'une soudure par impulsion

Les réglages d'impulsion sont utilisés pour contrôler la quantité de chaleur appliquée et le gauchissement, en particulier pour les matériaux fins ou les assemblages sensibles à la température. Cela est essentiel pour le soudage TIG de l'aluminium dans l'aérospatiale, l'automobile ou l'électronique.

5. Contrôle de l'ampérage à distance et par pédale

Les variations de courant sont plus faciles à contrôler en temps réel à l'aide d'une pédale ou d'une télécommande, et évitent le risque de surchauffe ou de pénétration insuffisante dans les joints complexes ou courbes qui sont fréquents dans l'aluminium soudé au TIG.

Gaz de protection et matériaux de remplissage

Le choix du fil d'apport et du gaz de protection pour le soudage TIG de l'aluminium a une incidence directe sur la qualité de la soudure, les performances mécaniques et la résistance à la corrosion. Les différents alliages d'aluminium réagissent de manière unique aux différentes compositions de baguettes d'apport et aux environnements de protection, ce qui rend une sélection éclairée essentielle, en particulier lors de la fabrication de pièces critiques en aluminium.

1. Choix de la baguette de remplissage appropriée

La compatibilité des baguettes d'apport dépend de l'alliage de base et des propriétés prévues de la soudure finie. Les baguettes d'apport en aluminium peuvent être communes :

ER4043

Ce mastic à base de silicone est fluide, donc soudable. Il résiste bien à la fissuration et s'adapte aux métaux de base de la série 6xxx. Mais il est faible par rapport à l'ER5356.

ER5356

Une charge de magnésium améliorée qui est plus résistante et ductile. Il convient aux travaux structurels et aux zones nécessitant une anodisation après soudage. Il peut être couramment utilisé sur les alliages d'aluminium 5xxx et 6xxx.

ER4045

Comme l'ER4043, mais avec une plus grande fluidité et une moindre tendance à la fissuration à chaud. Parce qu'il peut être soudé plus rapidement et qu'il produit une meilleure soudure humide, il est couramment utilisé dans l'industrie automobile.

Le choix d'un mastic approprié permet d'éviter les fissures, la porosité et le problème de la fragilité après soudage (en cas d'utilisation d'alliages d'aluminium différents).

2. Choix du gaz de protection

Le blindage du bain de soudure contre la contamination atmosphérique doit être correctement réalisé. Le gaz standard pour le soudage TIG de l'aluminium est le suivant :

100% Argon

L'argon offre un bon arc de soudage, une capacité de nettoyage avec AC et un excellent contrôle du bain de soudure. Il convient à presque toutes les épaisseurs d'aluminium et à toutes les applications.

Mélanges Argon/Hélium

L'ajout d'hélium augmente l'apport de chaleur et l'énergie de l'arc, ce qui améliore la pénétration sur l'aluminium épais. Un mélange hélium 75% / argon 25% est courant pour les applications industrielles impliquant le soudage de pièces lourdes en aluminium.

3. Débit de gaz et pureté

Débit : Le débit le plus courant se situe entre 15 et 20 CFH (pieds cubes par heure) pour la plupart des travaux. On constate que les chambres de protection essentielles sont trop peu nombreuses, ce qui entraîne une oxydation, et qu'elles peuvent être trop nombreuses, ce qui entraîne la création de turbulences et de contaminations.

La pureté : L'argon d'une pureté d'au moins 99,99 % peut être utilisé pour le soudage. L'instabilité de l'arc et la porosité de l'aluminium soudé au tig sont des conséquences de la contamination du gaz.

En ce qui concerne les gaz de protection, il convient de choisir 100% Argon. L'hélium ou les mélanges argon-hélium peuvent être utilisés dans des cas particuliers pour augmenter la pénétration, notamment sur les pièces épaisses en aluminium.

Préparation de la surface : La solution pour des soudures propres

La préparation de la surface est l'une des étapes les plus critiques pour garantir des résultats de haute qualité lors du soudage TIG de l'aluminium. Contrairement à d'autres métaux, l'aluminium forme une forte couche d'oxyde en très peu de temps lorsqu'il est exposé à l'air. Cet oxyde fond non seulement à une température nettement plus élevée ( 2050 °C) que le métal de base ( 660 C ), mais il capture également les contaminants tels que l'humidité et l'huile ainsi que les hydrocarbures. L'absence d'élimination entraîne une mauvaise stabilité de l'arc, une porosité, une fusion incomplète et une défaillance structurelle, en particulier dans les soudures porteuses ou soumises à des pressions.

1. Nettoyage mécanique

Nettoyez d'abord la saleté, l'huile ou la peinture avec un chiffon propre et non pelucheux en utilisant de l'acétone ou un dégraissant spécial aluminium. Ensuite, frottez la couche d'oxyde à l'aide d'une brosse métallique en acier inoxydable, qui doit être utilisée exclusivement sur l'aluminium. Le brossage doit être effectué juste avant le soudage afin d'éviter une réoxydation.

2. Nettoyage chimique

Dans les applications plus exigeantes, un rinçage à l'acide nitrique peut être utilisé après un décapage chimique à l'aide d'un liquide alcalin (tel que l'hydroxyde de sodium). Cette opération permet d'éliminer les dépôts organiques et inorganiques et de rendre la surface chimiquement active pour la soudure.

3. Mise en forme des articulations et conditionnement des bords

Un bon ajustement et une bonne préparation des bords permettront de contrôler l'arc et d'obtenir une bonne couverture de gaz. Les bords rugueux doivent être légèrement biseautés et toutes les surfaces ne doivent pas présenter de bavures ou de traces d'oxyde, au cas où les joints entre les pièces d'aluminium seraient réalisés par soudage tig, ce qui nécessite une fusion profonde.

Une préparation cohérente et propre est essentielle lorsque l'on travaille avec des assemblages de précision ou des pièces à souder en aluminium de haute intégrité. Même le meilleur soudeur tig aluminium ne peut compenser une surface contaminée.

Paramètres et méthodes de soudage TIG

Des soudures d'aluminium cohérentes et de haute intégrité ne peuvent être produites qu'en maîtrisant les paramètres de soudage et les techniques correspondantes liées à la torche. La réponse thermique rapide, la faible température de fusion et la sensibilité de l'aluminium à la contamination exigent un contrôle très précis de la configuration électrique, de la distance de l'arc, ainsi que de la distribution du métal d'apport. Cette section présente les paramètres TIG les plus critiques et les meilleures pratiques utilisées pour souder l'aluminium au TIG à un niveau professionnel.

1. Réglages de l'ampérage

L'apport de chaleur est contrôlé directement par l'ampérage. L'épaisseur minimale typique de l'aluminium est de 1 ampère par 0,001 pouce d'épaisseur de métal de base, bien que l'aluminium nécessite souvent plus en raison de son taux élevé d'échange de chaleur. L'aluminium nécessite cependant souvent plus d'ampères en raison de son taux élevé d'échange de chaleur :

• Aluminium à 1/8 ( 125-140 ampères )
• Feuille mince (0.040") : 40-50 ampères contrôle d'impulsion

Il est conseillé d'utiliser une pédale d'ampérage ou une télécommande du bout des doigts, sauf si vous soudez des matériaux très épais et que vous risquez de modifier continuellement les matériaux/épaisseurs et/ou de changer les sections des joints.

2. Contrôle de l'équilibre du courant alternatif

Les équipements TIG récents permettent de faire varier le rapport AC entre l'électrode négative (EN) et l'électrode positive (EP) :

• EN : La pénétration est plus détaillée
• EP : Il oxyde la couche d'oxyde

La ligne de base normale est de 70 % EN, 30 % EP. Au fur et à mesure que l'EN augmente, les avantages de la pénétration sont obtenus au détriment de l'action nettoyante, ce qui peut ne pas convenir à l'aluminium fortement oxydé.

3. Réglages de la fréquence AC

Une augmentation de la fréquence du courant alternatif (généralement de 60 Hz à 200 Hz) rétrécit et stabilise l'arc. Augmentation du nombre de fois où l'on va aux toilettes :

• Un meilleur contrôle de la direction
• Réduit l'errance des arcs
• Améliore l'aspect de la soudure

Ceci est particulièrement utile pour travailler sur des pièces minces ou cosmétiques en aluminium.

4. Sélection et préparation de l'électrode de tungstène

• Soudage de l'aluminium en courant alternatif : Utiliser le type de tungstène approprié.
• Tungstène pur : Il produit une pointe sphérique avec AC, il est stable avec les anciennes machines.
• 2 pour cent Lanthanated ou Ceriated : le choix dans les onduleurs contemporains en raison d'un meilleur amorçage de l'arc et d'une consommation réduite.

L'ampérage doit être adapté à la taille du tungstène (par exemple 3/32, 1/8″), car une taille trop importante peut provoquer une instabilité de l'arc ou faire fondre l'électrode.

5. Technique et manipulation des baguettes d'apport

Insérer la baguette dans le bain de soudure à un rythme régulier dans la partie avant du bain de soudure et jamais directement dans l'arc. Cela limite le nombre de turbulences et l'oxydation. Utilisez des alliages de baguettes d'apport adaptés à votre métal de base (ER4043 ou ER5356 sont les plus courants) et évitez de mouiller ou de salir les baguettes afin d'éviter la très dangereuse absorption d'hydrogène.

6. Altitude et angle de la torche

La longueur de l'arc doit être réduite au minimum - idéalement moins de 1/8 de pouce pour minimiser la déviation de l'arc et la contamination. Torche : Elle doit être inclinée d'environ 10 à 15° vers le haut, dans le sens de la marche. Cela permet une meilleure visibilité et une meilleure couverture du gaz de protection.

Ces paramètres sont importants à apprendre et à maîtriser avec la pratique, et une compréhension approfondie du comportement des matériaux est ce qui devrait être à l'origine de joints de haute qualité avec l'aluminium réalisés par soudage TIG, en particulier dans l'aérospatiale, l'automobile ainsi que les applications structurelles.

Technique de soudage de l'aluminium TIG

Lorsque vous soudez de l'aluminium au TIG, la technique compte autant que les réglages de la machine. Les professionnels prennent les mesures suivantes :

• Angle du chalumeau : Maintenez-le à un angle de 15 degrés avec la verticale pour qu'il soit orienté dans la direction de votre marche.
• Longueur de l'arc : La longueur de l'arc doit être faible (1/8″ ou moins) pour réduire la porosité et la contamination.
• Vitesse de déplacement : Si elle est trop lente, une chaleur excessive sera ajoutée et la distorsion sera difficile. Allez suffisamment vite pour garder le contrôle, mais pas trop vite pour ne pas chauffer.
• Tige de remplissage : Effectuer des étapes d'apport répétitives et régulières et immerger l'apport dans la partie avant du bain de soudure, et non dans l'arc.

Il convient d'accorder une attention particulière au bain de soudure. En raison de la fusion rapide de l'aluminium, le bain de fusion peut être difficile à voir clairement car il est réfléchissant lorsqu'il se transforme rapidement en liquide.

Conception des joints - Soudage de l'aluminium

Une conception efficace des joints est essentielle pour obtenir des soudures structurellement saines, esthétiquement propres et sans défaut lors du soudage TIG de l'aluminium. L'aluminium est très conducteur de chaleur, a une faible température de fusion et peut facilement se déformer en cas de surchauffe ; la configuration des joints de la soudure doit donc être bien pensée. Cette section explique comment une bonne conception des joints peut réduire les concentrations de contraintes, empêcher le gauchissement et optimiser la qualité de la soudure, en particulier lors de l'utilisation d'une soudeuse TIG aluminium.

Principes importants de la conception collective

La nature thermodynamique de l'aluminium exige que la conception des joints tienne compte du fait qu'il dissipe rapidement la chaleur et se dilate sous l'effet de la chaleur. L'aluminium, contrairement à l'acier, se dilate beaucoup plus lorsqu'il est chauffé, jusqu'à deux fois plus, ce qui fait que toute pièce mal ajustée peut facilement être déformée ou expulsée. Il est habituel de laisser un petit espace à la racine dans les assemblages bout à bout (généralement 1/16") pour compenser la dilatation et assurer une pénétration complète. Le rôle du soudage TIG, où des niveaux élevés de précision sont requis, est que le joint doit également maintenir un bain de soudure stable et présenter la possibilité d'une couverture complète par l'utilisation d'un gaz de protection. En particulier, la torche et le fil d'apport doivent être conçus aussi facilement que possible lorsque la géométrie est étroite ou que des tâches multi-passes sont assignées.

Les types de joints les plus répandus dans le soudage TIG de l'aluminium

Les joints aboutés, les joints à recouvrement, les joints en T et les joints d'angle sont les types de joints les plus courants sur l'aluminium. Ces deux types de joints présentent des avantages et des aspects techniques différents.

• Les joints bout à bout conviennent très bien au processus de soudage des tôles plates. Une petite ouverture à la racine favorise une bonne pénétration et permet la dilatation thermique.
• Les joints à recouvrement sont faciles à aligner, ont une bonne résistance mécanique et sont susceptibles de piéger des oxydes entre les surfaces, à moins qu'ils ne soient bien nettoyés avant le soudage.
• Les joints en T se trouvent principalement dans les cadres, les fermes et les supports. Ils doivent être bien fixés pour éviter les vibrations, car l'aluminium est un métal mou qui fond sous l'effet de la chaleur.
• Les joints d'angle sont utiles dans les boîtiers et les boîtes, mais ils brûlent les matériaux fins si l'on ne prête pas une attention particulière à la quantité de chaleur appliquée.

Dans tous ces cas, les soudeurs doivent tenir compte à la fois de la résistance de la structure et de l'accessibilité de la soudure pour garantir le succès, en particulier lors de la création de pièces critiques pour le soudage de l'aluminium.

Préparation des bords et fixation

En soudage TIG, la préparation des bords est très importante car l'aluminium est très sensible à la contamination et à une fusion incomplète. Pour les matériaux plus épais (plus de 3/16"), les bords des joints doivent être biseautés (30-37,5 ) afin de former une rainure permettant de déposer correctement l'agent d'apport. Les bords doivent être exempts d'oxyde et de bavures et doivent être prétraités à l'aide d'une brosse en acier inoxydable ou d'un décapant chimique.

Cette fixation est également d'une importance capitale pour faire face à la nature molle de l'aluminium et à sa susceptibilité aux mouvements induits par la chaleur. Il convient d'utiliser du cuivre, des barres de refroidissement en aluminium, des pinces de rigidité et des points de soudure pour éviter tout gauchissement. Lorsqu'il s'agit de tôles minces, des plaques d'appui peuvent être utilisées pour soutenir le bain de soudure. La faible résistance de l'aluminium à la déformation sous l'effet de la chaleur fait de l'immobilisation correcte des joints une préoccupation majeure.

Soudage TIG de l'aluminium Considérations sur la machine

Les performances d'une soudeuse TIG en aluminium ont une incidence directe sur la qualité de la conception du joint pendant le soudage. Les machines TIG de haute qualité utilisées pour l'aluminium offrent des fonctionnalités telles que le contrôle de l'équilibre AC (utilisé pour le nettoyage et la pénétration), le réglage de la fréquence (utilisé pour régler la précision de l'arc) et l'amorçage à haute fréquence (utilisé pour séparer l'amorçage de l'arc sans contamination). En leur absence, même les joints les plus soigneusement conçus peuvent donner des résultats médiocres en raison d'une stabilité insuffisante de l'arc, d'une mauvaise fusion ou de l'emprisonnement d'oxydes. Lorsqu'il s'agit de travaux de précision ou de charge, les soudeurs doivent s'assurer que le type de joint qu'ils réalisent correspond au type de machine qu'ils utilisent.

Défauts généraux dans l'aluminium soudé à la flamme et prévention

Même avec l'équipement et les compétences appropriés, le soudage TIG de l'aluminium présente des défis uniques qui peuvent entraîner des défauts de soudure s'ils ne sont pas gérés avec soin. La contamination par des oxydes, un apport de chaleur incorrect ou un mauvais blindage peuvent endommager l'aspect cosmétique ainsi que la résistance de la soudure. Les nouveaux problèmes potentiels avec leur cause la plus fréquente et les moyens possibles de les prévenir systématiquement par la pratique et le contrôle sont décrits ci-dessous dans les problèmes les plus susceptibles d'être rencontrés lors du travail avec de l'aluminium soudé au TIG.

1. Porosité (piégeage des gaz)

Porosité : Il s'agit d'un résultat causé par le piégeage de l'hydrogène dans le véhicule liquide pendant la solidification du bain de soudure. Ce phénomène est particulièrement fréquent dans le cas de l'aluminium, qui est très réactif à l'hydrogène, lequel peut être présent dans l'humidité de l'air, les baguettes d'apport contaminées et les métaux de base non nettoyés.

La prévention :

• Il convient d'utiliser un gaz de protection à l'argon d'une pureté de 99,99% et de maintenir un débit approprié (15-20 CFH).
• Il est préférable de conserver les tiges de remplissage des extrémités dans un endroit sec et non contaminé par des huiles ou de l'oxydation.
• Nettoyez bien le métal du fond avec de l'acétone, puis brossez-le avec une brosse métallique spéciale en acier inoxydable.
• Les courants d'air ou les ventilateurs doivent être évités afin que la couverture de gaz ne soit pas perturbée pendant le soudage.

2. Fusion incomplète

Cause : Ce défaut apparaît lorsque le métal soudé n'est pas complètement lié au métal de base ou aux passes voisines. Il résulte généralement d'un faible ampérage, d'une vitesse de déplacement élevée ou de surfaces non nettoyées.

La prévention :

• Appliquer l'intensité appropriée à l'épaisseur du matériau (en règle générale, 1 ampère par 0,001" d'aluminium).
• Réduire la vitesse de déplacement à un niveau qui permette au métal de base de fondre complètement.
• Laver soigneusement les espaces et avoir des joints acceptables qui sont ouverts et exposés complètement.
• Utilisez une longueur d'arc courte et enroulez le coude dans les angles corrects par rapport à l'une ou l'autre des articulations.

3. Fissuration

Raison : La fissuration peut se produire pendant la solidification (fracture à chaud : fissuration à chaud) ou après le refroidissement (fracture à froid : fissuration à froid), en particulier dans les soudures d'aluminium à haute résistance ou de matériaux dissemblables. Elle est généralement due à un mauvais métal d'apport ou à un refroidissement rapide.

La prévention :

• Les métaux d'apport doivent être sélectionnés. Dans un cas, ER5356 est solide et résistant aux fissures, contrairement à ER4043.
• En raison des problèmes de choc thermique, préchauffer les zones plus épaisses jusqu'à 150 200 oF.
• Ne pas souder sur des surfaces contaminées et s'assurer que les couches d'oxyde sont nettoyées avant le soudage.
• Tirer parti d'une bonne géométrie des joints pour réduire la concentration des contraintes.

4. Trop de chaleur ajoutée et distorsion

Raison : L'aluminium a une conductivité thermique élevée, ce qui peut entraîner la propagation d'une chaleur excessive dans la zone de soudure, qui ne peut être contrôlée. En cas de faible épaisseur, les sections sont brûlées ou les structures plus grandes se déforment tout simplement.

La prévention :

• Appliquer le soudage TIG par impulsion pour obtenir un apport de chaleur moyen plus faible ainsi qu'une meilleure pénétration.
• Lorsque vous serrez des composants, utilisez des barres d'appui ou des blocs de refroidissement, si nécessaire.
• Appliquez la chaleur en plusieurs passes sur les sections épaisses plutôt que d'essayer de réaliser la soudure en une seule passe.
• En ajustant le contrôle de l'équilibre AC et le matériel de réglage de la fréquence, l'énergie de l'arc peut être affinée et le chauffage collatéral minimisé.

5. Soudures oxydées (inclusions et oxydation)

Explication : L'aluminium possède un film d'oxyde adhérent (température de fusion ~2050 °C) qui doit être éliminé avant le soudage. Sinon, il peut former des inclusions et empêcher une fusion parfaite, ce qui affaiblit la soudure.

La prévention :

• Augmenter le nettoyage de la surface de la soudure en utilisant le contrôle de la balance AC.
• Le brossage et le dégraissage de la surface doivent toujours être effectués avant le soudage.
• Évitez tout contact à mains nues avec les surfaces que vous avez nettoyées, car cela peut entraîner une contamination, tout comme les huiles les rendent exemptes de toute contamination.
• Changez de temps en temps les lentilles et les coupelles de gaz pour maintenir la couverture appropriée du blindage.

Applications réelles du soudage TIG de l'aluminium

Soudage TIG L'aluminium est indispensable dans les industries où l'esthétique, la solidité et la résistance à la corrosion sont essentielles :

• Aérospatiale : Panneaux structuraux du fuselage, supports et réservoirs de carburant
• Automobile et sport automobile : Tuyauterie d'intercooler, châssis, roues
• Génie maritime : Les alliages d'aluminium, qui résistent à la corrosion, sont utilisés pour les coques, les échelles et les rails.
• Équipement médical : Cadre en aluminium utilisé dans les équipements d'imagerie et de mobilité
• Boîtiers légers : Boîtier de protection : création de boîtiers qui ne couvrent pas seulement la technologie, mais qui ajoutent un élément de design à l'appareil électronique du consommateur ou à l'équipement électronique industriel.

Dans toutes ces applications, il est primordial de choisir la bonne soudeuse tig aluminium et de maîtriser la capacité à souder l'aluminium tig en toute sécurité et proprement.

Conseils et astuces d'experts

Pour les professionnels qui souhaitent affiner leurs compétences en matière de soudage TIG de l'aluminium, les conseils suivants sont utiles :

• Purge dorsale : Lors du soudage sur des tubes ou des boîtes fermés, il est nécessaire de purger le tube ou la boîte avec de l'argon, sinon une oxydation interne se produira.
• Préchauffage : Elle est utile pour les sections épaisses. Pour réduire le choc thermique et améliorer la fusion, préchauffer à 65-93°C (150-200°F).
• Utilisation de la pédale : Le contrôle précis de l'ampérage en temps réel permet un ajustement en fonction du comportement du bain de soudure, ce qui est vital pour les pièces délicates en aluminium.
• Nettoyage après soudage : élimination de la suie et de l'oxyde post-soudure, généralement sur les soudures cosmétiques, à l'aide d'une brosse en acier inoxydable.

Conclusion

La maîtrise du soudage TIG de l'aluminium est une étape importante dans la carrière d'un soudeur. Cette technique artisanale est parfaite : elle permet d'obtenir le plus haut degré de contrôle et l'aspect esthétique des soudures, ainsi que les propriétés mécaniques les plus solides, mais elle exige des connaissances approfondies, des détails et des compétences de haut niveau de la part de l'artisan.

De la préparation du métal de base à la sélection du soudeur TIG aluminium approprié, en passant par le perfectionnement de la technique de l'arc et la gestion des défauts dans les joints d'aluminium soudés au TIG, ce processus met à l'épreuve même les meilleurs. Cependant, ceux qui sont capables de souder l'aluminium au TIG à un niveau professionnel ouvrent les portes des industries à forte demande et des postes de fabrication de précision.

Qu'il s'agisse de fabriquer des cadres structurels, des composants marins ou des boîtiers complexes, la capacité à travailler en toute confiance avec des matériaux de qualité est essentielle. aluminium Le soudage de pièces à l'aide du procédé TIG reste une référence dans le monde moderne. 

Questions fréquemment posées

1. Quelle est la meilleure configuration pour souder de l'aluminium à la tig ?

Adoptez une machine TIG à courant alternatif avec démarrage à haute fréquence, 2 % de tungstène lanthané et du gaz argon pur. Veillez à ce que l'arc soit bien tendu et régulier avant de procéder au soudage.

2. Pourquoi y a-t-il de la porosité dans l'aluminium soudé tig ?

L'humidité ou la contamination sont généralement à l'origine de la porosité. Ne nettoyez jamais avec des solvants autres que l'acétone et une brosse en acier inoxydable, et conservez les baguettes de remplissage dans un endroit sec.

3. Quelles doivent être les caractéristiques d'une soudeuse tig en aluminium ?

Trouvez l'équilibre AC, le mode d'impulsion et le démarrage à haute fréquence. Ces caractéristiques permettent de contrôler la chaleur, la stabilité de l'arc et la réduction des défauts dans l'aluminium.

4. Comment puis-je garantir la solidité des pièces à souder en aluminium ?

Utiliser le métal d'apport approprié (tel que ER5356), nettoyer, préchauffer si nécessaire et vérifier la solidité de la soudure après son achèvement.