Zoom sur les technologies de soudage de l’aluminium

13 août 2021
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Il existe de nombreuses technologies de soudage pour les pièces en aluminium. On trouve le TIG, le MIG, le soudage laser, etc. Cet article résume ces différentes technologies et présente leurs principes, avantages et limites respectifs.

Le soudage MIG et TIG

Le MIG (électrode en aluminium autoconsommée sous gaz inerte) et le TIG (électrode permanente en tungstène sous gaz inerte) sont deux méthodes largement utilisées pour assembler les tôles d’aluminium corroyées. Ces techniques d’assemblage sont relativement simples. Dans le MIG, l’électrode est fusible, tandis que dans le TIG, elle est permanente (tungstène). Le métal d’apport peut être fondu pour remplir l’espace de soudage. Dans le MIG, l’électrode remplit directement l’espace, tandis que dans le TIG, le métal d’apport est introduit par une tige métallique.

Le procédé TIG

Le procédé TIG  peut utiliser un courant continu ou alternatif. Lorsque le courant est positif, l’aluminium est soudé à travers l’arc. Lorsque le courant est négatif, la surface de l’oxyde d’aluminium est attaqué, mais le bombardement d’électrons chauffe l’électrode et peut la détruire prématurément. Le courant alternatif est souvent utilisé dans le soudage TIG pour tirer parti des deux procédés. Le procédé MIG (Metal Inert Gas) utilise un courant continu négatif. Celui-ci élimine la couche d’oxyde et chauffe et fait fondre le fil-électrode afin que le métal puisse être inséré.

Soudage au laser

Dans l’assemblage au laser, un faisceau laser monochromatique de forte puissance fait fondre la surface à assembler sous un gaz de protection tel que l’argon ou l’hélium. Il existe deux types de lasers. D’une part, le laser CO2, dont le milieu actif (la zone où est généré le faisceau laser) est un mélange gazeux de dioxyde de carbone, d’azote et d’hélium sous pression réduite à haute puissance (1,5 à 10 kW). D’autre part, le laser Nd/YAG (néodyme dopé à l’yttrium-aluminium), où le milieu actif est solide. Dans ce cas, la puissance atteinte est plus faible (4 kW maximum), mais le faisceau peut être transporté par des fibres optiques, ce qui permet de souder selon des trajectoires complexes à l’aide de robots. Les paramètres à contrôler dans le soudage laser sont la puissance du faisceau (en fonction de l’épaisseur des pièces à souder et de la profondeur de pénétration souhaitée), la distance focale et la position du point focal (qui influencent la largeur de la soudure et le profil de fusion) et enfin la vitesse de déplacement.

Toutes les nuances soudables par MIG et TIG peuvent également être soudées au laser (à l’exception des nuances de zinc, qui sont sensibles à l’évaporation). L’avantage du soudage au laser par rapport au soudage MIG et TIG est que l’énergie de soudage est concentrée sur une zone plus petite. En raison de l’intensité thermique plus élevée dans cette zone, les temps de chauffage sont plus courts et les effets thermiques sont plus faibles. L’état du matériau de la pièce ne doit pas nécessairement être aussi bon qu’avec les procédés MIG et TIG. Le dégraissage de la pièce avant l’assemblage est essentiel pour éliminer les saletés et les graisses. L’usinage de la surface n’est pas nécessaire. Le grenaillage peut être suffisant si l’écart entre les pièces ne dépasse pas 10 % de la profondeur de fusion ou de l’épaisseur à souder.

Le soudage au laser convient à de nombreuses géométries de joints lorsqu’il est effectué par des robots à fibre optique. Toutefois, la buse de gaz de protection limite l’approche de la pièce. Vous devez être suffisamment proche de la surface pour souder correctement (bien que le réglage de la distance focale puisse aider). Il n’est donc pas possible de souder dans un puits avec cette technique. De plus, la largeur du faisceau laser limite la taille de la soudure. Cependant, si l’on réduit trop la zone de fusion, la qualité du joint s’en ressentira.

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