{"id":1804,"date":"2025-08-22T18:58:35","date_gmt":"2025-08-22T18:58:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.diecastingschina.com\/?p=1804"},"modified":"2025-08-22T19:03:04","modified_gmt":"2025-08-22T19:03:04","slug":"alliages-daluminium-les-meilleurs-pour-le-soudage","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.diecastingschina.com\/fr\/alliages-daluminium-les-meilleurs-pour-le-soudage\/","title":{"rendered":"Quels sont les meilleurs alliages d'aluminium pour le soudage ?"},"content":{"rendered":"
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

L'aluminium est devenu l'un des mat\u00e9riaux d'ing\u00e9nierie les plus importants des temps modernes gr\u00e2ce \u00e0 ses propri\u00e9t\u00e9s rares de l\u00e9g\u00e8ret\u00e9 et de r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, associ\u00e9es \u00e0 sa polyvalence. Ces types d'applications couvrent un large \u00e9ventail d'utilisations, notamment les structures a\u00e9rospatiales et automobiles, les navires, les pipelines et les produits de consommation, applications pour lesquelles l'aluminium est souvent le m\u00e9tal de pr\u00e9dilection en raison de son rapport poids\/r\u00e9sistance et de sa durabilit\u00e9. L'une des nombreuses m\u00e9thodes de fabrication connues est le processus de soudage, qui permet de r\u00e9aliser des assemblages rentables, solides et durables par nature.<\/p>\n\n\n\n

N\u00e9anmoins, compar\u00e9 \u00e0 l'acier et \u00e0 d'autres m\u00e9taux, le soudage de l'aluminium n'est pas aussi facile. Il pr\u00e9sente une conductivit\u00e9 thermique \u00e9lev\u00e9e, un point de fusion bas et une couche transparente dure, ce qui le rend difficile \u00e0 souder. En outre, les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques des alliages d'aluminium varient consid\u00e9rablement, et les alliages peuvent soit bien se comporter en ce qui concerne le soudage, soit \u00eatre tr\u00e8s sensibles \u00e0 la fissuration \u00e0 chaud, \u00e0 la porosit\u00e9 ou \u00e0 la faiblesse de l'aire d'impact. Il est tr\u00e8s important pour les ing\u00e9nieurs et les fabricants de savoir quels types d'aluminium sont les plus appropri\u00e9s pour \u00eatre soud\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Les alliages d'aluminium sont diff\u00e9renci\u00e9s en s\u00e9ries, par exemple 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx et 7xxx, et pr\u00e9sentent des caract\u00e9ristiques diff\u00e9rentes. Certains d'entre eux, comme la s\u00e9rie 5xxx, sont bien connus pour leurs excellentes propri\u00e9t\u00e9s de soudabilit\u00e9 et de r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, tandis que d'autres, comme les s\u00e9ries 2xxx et 7xxx, posent probl\u00e8me. Le choix de l'alliage appropri\u00e9 am\u00e9liorera la qualit\u00e9 du soudage et garantira l'int\u00e9grit\u00e9 structurelle, la durabilit\u00e9 et un produit final rentable.<\/p>\n\n\n\n

Cet article examine en profondeur les meilleurs alliages d'aluminium \u00e0 souder, les familles d'alliages, le probl\u00e8me, les solutions et les recommandations r\u00e9alisables pour l'industrie.<\/p>\n\n\n\n

1. Classification des alliages d'aluminium<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

L'aluminium est rarement utilis\u00e9 \u00e0 l'\u00e9tat pur pour des applications structurelles car l'aluminium pur, bien que tr\u00e8s r\u00e9sistant \u00e0 la corrosion et ductile, n'a pas la r\u00e9sistance requise pour des applications techniques exigeantes. Pour am\u00e9liorer ses propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et physiques, l'aluminium est combin\u00e9 \u00e0 d'autres \u00e9l\u00e9ments tels que le cuivre, le magn\u00e9sium, le silicium, le mangan\u00e8se et le zinc, ce qui donne une large gamme d'alliages d'aluminium. Ces alliages sont class\u00e9s en fonction de leur m\u00e9thode de production, de leur m\u00e9canisme de renforcement et de leur composition chimique.<\/p>\n\n\n\n

Alliages corroy\u00e9s et alliages coul\u00e9s<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Les alliages d'aluminium sont divis\u00e9s en deux cat\u00e9gories :<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Alliages corroy\u00e9s<\/strong> - Ils sont transform\u00e9s m\u00e9caniquement en formes telles que des feuilles, des plaques, des barres et des extrusions par des proc\u00e9d\u00e9s tels que le laminage, le forgeage ou l'extrusion. Ce sont les alliages les plus utilis\u00e9s pour le soudage et la fabrication de structures.<\/li>\n\n\n\n
  • Alliages de fonderie<\/strong> - Produits en coulant de l'aluminium en fusion dans des moules, ces alliages sont couramment utilis\u00e9s pour les formes complexes des composants automobiles et a\u00e9rospatiaux. Les alliages de fonderie sont g\u00e9n\u00e9ralement plus difficiles \u00e0 souder que les alliages corroy\u00e9s, mais certains peuvent \u00eatre assembl\u00e9s avec succ\u00e8s gr\u00e2ce \u00e0 des proc\u00e9d\u00e9s sp\u00e9cialis\u00e9s.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Alliages traitables \u00e0 chaud et alliages non traitables \u00e0 chaud<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Les alliages corroy\u00e9s sont class\u00e9s en deux groupes en fonction de la mani\u00e8re dont ils obtiennent la r\u00e9sistance :<\/p>\n\n\n\n

      \n
    • Alliages non traitables \u00e0 chaud<\/strong>: Renforc\u00e9s principalement par l'\u00e9crouissage (durcissement par \u00e9crouissage). Ils s'appuient sur la d\u00e9formation m\u00e9canique pour augmenter la duret\u00e9 et la r\u00e9sistance \u00e0 la traction. Les s\u00e9ries 1xxx, 3xxx et 5xxx en sont des exemples. Ces alliages conservent g\u00e9n\u00e9ralement leurs propri\u00e9t\u00e9s apr\u00e8s le soudage, ce qui les rend tr\u00e8s soudables.<\/li>\n\n\n\n
    • Alliages trait\u00e9s thermiquement<\/strong>: Renforc\u00e9 par un durcissement par pr\u00e9cipitation (traitement thermique en solution suivi d'un vieillissement). Le traitement thermique permet la formation de fins pr\u00e9cipit\u00e9s qui augmentent la r\u00e9sistance. Les s\u00e9ries 2xxx, 6xxx et 7xxx en sont des exemples. Si ces alliages peuvent atteindre des niveaux de r\u00e9sistance tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9s, ils perdent souvent leurs propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques dans la zone affect\u00e9e thermiquement lors du soudage.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      S\u00e9rie d'alliages d'aluminium (alliages corroy\u00e9s)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

      Le Association de l'aluminium (AA)<\/strong> utilise un syst\u00e8me de num\u00e9rotation \u00e0 quatre chiffres pour classer les alliages corroy\u00e9s :<\/p>\n\n\n\n

        \n
      • S\u00e9rie 1xxx (aluminium essentiellement pur)<\/strong>: teneur en aluminium \u226599%, excellente r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, bonne conductivit\u00e9 \u00e9lectrique et thermique, mais faible r\u00e9sistance m\u00e9canique. Tr\u00e8s bonne soudabilit\u00e9.<\/li>\n\n\n\n
      • S\u00e9rie 2xxx (alliages aluminium-cuivre)<\/strong>: Haute r\u00e9sistance, utilis\u00e9 dans l'a\u00e9rospatiale, mais mauvaise soudabilit\u00e9 en raison de la fissuration \u00e0 chaud et de la perte de r\u00e9sistance.<\/li>\n\n\n\n
      • S\u00e9rie 3xxx (alliages d'aluminium et de mangan\u00e8se)<\/strong>: Bonne r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion et bonne soudabilit\u00e9, r\u00e9sistance mod\u00e9r\u00e9e, utilis\u00e9 pour les toitures, les rev\u00eatements et les \u00e9quipements chimiques.<\/li>\n\n\n\n
      • S\u00e9rie 4xxx (alliages aluminium-silicium)<\/strong>: R\u00e9sistant \u00e0 l'usure, soudabilit\u00e9 mod\u00e9r\u00e9e, souvent utilis\u00e9 comme mat\u00e9riau d'apport plut\u00f4t que comme alliage de base.<\/li>\n\n\n\n
      • S\u00e9rie 5xxx (alliages d'aluminium et de magn\u00e9sium)<\/strong>: Excellente r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, soudabilit\u00e9 exceptionnelle, largement utilis\u00e9 dans les applications marines et structurelles.<\/li>\n\n\n\n
      • S\u00e9rie 6xxx (alliages aluminium-magn\u00e9sium-silicium)<\/strong>: R\u00e9sistance moyenne, bonne r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, soudable mais perdant de sa r\u00e9sistance dans la zone d'al\u00e9as ; courant dans l'industrie automobile et les pipelines.<\/li>\n\n\n\n
      • S\u00e9rie 7xxx (alliages aluminium-zinc)<\/strong>: R\u00e9sistance extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e, largement utilis\u00e9e dans l'a\u00e9rospatiale, mais faible soudabilit\u00e9, sauf pour des nuances sp\u00e9cifiques comme 7005 et 7039.<\/li>\n\n\n\n
      • S\u00e9rie 8xxx (alliages divers)<\/strong>: Souvent utilis\u00e9 pour les mat\u00e9riaux d'emballage tels que les feuilles d'aluminium ; les applications de soudage sont limit\u00e9es.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

        2. D\u00e9fis g\u00e9n\u00e9raux du soudage de l'aluminium<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
        \"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

        Bien que l'aluminium soit largement utilis\u00e9 dans les applications structurelles, automobiles et a\u00e9rospatiales, son soudage pose des probl\u00e8mes particuliers par rapport \u00e0 l'acier ou \u00e0 d'autres m\u00e9taux techniques courants. Les caract\u00e9ristiques physiques et chimiques de l'aluminium cr\u00e9ent souvent des difficult\u00e9s au cours du processus de soudage qui, si elles ne sont pas correctement trait\u00e9es, peuvent compromettre la qualit\u00e9 de la soudure, la r\u00e9sistance m\u00e9canique et les performances de service. Il est essentiel de comprendre ces difficult\u00e9s avant de choisir les alliages, les m\u00e9taux d'apport et les proc\u00e9d\u00e9s de soudage.<\/p>\n\n\n\n

        Conductivit\u00e9 thermique \u00e9lev\u00e9e<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        L'aluminium conduit la chaleur quatre \u00e0 cinq fois plus vite que l'acier. Cette propri\u00e9t\u00e9 fait que la chaleur du soudage se dissipe rapidement dans le m\u00e9tal de base environnant. Par cons\u00e9quent, les soudeurs ont souvent du mal \u00e0 \u00e9tablir et \u00e0 maintenir un bain de soudure en fusion, en particulier sur les t\u00f4les minces o\u00f9 une surchauffe et un passage \u00e0 travers le m\u00e9tal peuvent se produire. Sur les sections plus \u00e9paisses, le transfert rapide de chaleur exige des courants de soudage plus \u00e9lev\u00e9s et un contr\u00f4le pr\u00e9cis de l'apport de chaleur afin d'assurer une p\u00e9n\u00e9tration compl\u00e8te et d'\u00e9viter les retouches \u00e0 froid ou l'absence de fusion.<\/p>\n\n\n\n

        Faible temp\u00e9rature de fusion<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        Le point de fusion de l'aluminium pur est d'environ 660\u00b0C (1220\u00b0F), ce qui est nettement inf\u00e9rieur \u00e0 celui de l'acier (environ 1500\u00b0C \/ 2730\u00b0F). Cette marge \u00e9troite entre la temp\u00e9rature de fusion du m\u00e9tal de base et l'apport de chaleur \u00e9lev\u00e9 n\u00e9cessaire en raison de la conductivit\u00e9 thermique rend l'aluminium particuli\u00e8rement sensible \u00e0 la d\u00e9formation et au gauchissement pendant le soudage. Le soudeur doit \u00e9quilibrer l'\u00e9nergie suffisante pour obtenir la fusion sans surchauffer ou effondrer le joint.<\/p>\n\n\n\n

        Formation d'un film d'oxyde<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        L'aluminium forme naturellement une fine couche d'oxyde (Al\u2082O\u2083) sur sa surface lorsqu'il est expos\u00e9 \u00e0 l'air. Cet oxyde a une temp\u00e9rature de fusion beaucoup plus \u00e9lev\u00e9e (environ 2050\u00b0C \/ 3720\u00b0F) que l'aluminium lui-m\u00eame, ce qui peut emp\u00eacher l'arc de p\u00e9n\u00e9trer dans le m\u00e9tal de base. S'il n'est pas correctement \u00e9limin\u00e9 ou perturb\u00e9, le film d'oxyde entra\u00eene une mauvaise fusion, des inclusions et des joints fragiles. C'est pourquoi l'\u00e9limination de l'oxyde par nettoyage m\u00e9canique, d\u00e9capage chimique ou nettoyage \u00e0 l'arc (polarit\u00e9 AC en soudage TIG) est essentielle avant le soudage.<\/p>\n\n\n\n

        Porosit\u00e9<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        La porosit\u00e9 est un d\u00e9faut courant dans les soudures d'aluminium. L'aluminium en fusion a une solubilit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e pour l'hydrog\u00e8ne, mais au fur et \u00e0 mesure qu'il se solidifie, sa solubilit\u00e9 pour l'hydrog\u00e8ne diminue fortement. L'hydrog\u00e8ne pi\u00e9g\u00e9 dans le bain de fusion forme des poches de gaz (porosit\u00e9) dans le m\u00e9tal soud\u00e9. Les sources d'hydrog\u00e8ne comprennent l'humidit\u00e9, les lubrifiants, les huiles, la salet\u00e9 et les oxydes hydrat\u00e9s. La porosit\u00e9 r\u00e9duit la r\u00e9sistance m\u00e9canique, la r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue et la fiabilit\u00e9 globale de la structure soud\u00e9e. Les mesures pr\u00e9ventives comprennent un nettoyage approfondi de la surface, un pr\u00e9chauffage et l'utilisation d'un gaz de protection et d'un fil d'apport secs.<\/p>\n\n\n\n

        Fissuration \u00e0 chaud (fissuration par solidification)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        Certains alliages d'aluminium, en particulier ceux \u00e0 forte teneur en cuivre ou en zinc (par exemple, les s\u00e9ries 2xxx et 7xxx), sont susceptibles de se fissurer \u00e0 chaud pendant la solidification. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne est d\u00fb \u00e0 de larges plages de cong\u00e9lation, \u00e0 la s\u00e9gr\u00e9gation des \u00e9l\u00e9ments d'alliage et aux contraintes r\u00e9siduelles dans le bain de soudure. Les fissures \u00e0 chaud apparaissent souvent le long des joints de grains et sont difficiles \u00e0 d\u00e9tecter jusqu'\u00e0 ce que la soudure soit test\u00e9e sous charge. Pour r\u00e9duire les risques de fissuration, il est n\u00e9cessaire de s\u00e9lectionner correctement le m\u00e9tal d'apport, de concevoir le joint et de contr\u00f4ler le processus.<\/p>\n\n\n\n

        Perte des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques dans la zone affect\u00e9e thermiquement (ZAT)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        Pour les alliages d'aluminium pouvant \u00eatre trait\u00e9s thermiquement (tels que les s\u00e9ries 6xxx et 7xxx), le soudage peut d\u00e9grader les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques dans l'aire d'impact. L'apport de chaleur dissout ou rend plus grossiers les pr\u00e9cipit\u00e9s de renforcement, ce qui entra\u00eene une r\u00e9duction de la r\u00e9sistance \u00e0 la traction, de la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 et de la duret\u00e9. Alors que les alliages non traitables \u00e0 chaud (par exemple, la s\u00e9rie 5xxx) conservent largement leurs propri\u00e9t\u00e9s apr\u00e8s le soudage, les alliages traitables \u00e0 chaud n\u00e9cessitent souvent un traitement thermique apr\u00e8s soudage ou une surconception des structures pour compenser l'adoucissement de la ZHA.<\/p>\n\n\n\n

        Distorsion et contraintes r\u00e9siduelles<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        En raison de son coefficient de dilatation thermique \u00e9lev\u00e9, l'aluminium se dilate et se contracte consid\u00e9rablement pendant le chauffage et le refroidissement. Cela peut entra\u00eener des d\u00e9formations, des gauchissements et des contraintes r\u00e9siduelles dans les assemblages soud\u00e9s, en particulier dans les structures \u00e0 parois minces. La fixation, le pr\u00e9chauffage, les s\u00e9quences de soudage contr\u00f4l\u00e9es et les techniques \u00e0 faible apport de chaleur sont souvent n\u00e9cessaires pour minimiser ces probl\u00e8mes.<\/p>\n\n\n\n

        3. Soudabilit\u00e9 des s\u00e9ries d'alliages d'aluminium<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
        \"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

        S\u00e9rie 1xxx (aluminium essentiellement pur)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
          \n
        • Exemples<\/strong>: 1100, 1350.<\/li>\n\n\n\n
        • Caract\u00e9ristiques<\/strong>: Excellente r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, ductilit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e, faible r\u00e9sistance.<\/li>\n\n\n\n
        • Soudabilit\u00e9<\/strong>: Excellent<\/strong> - L'aluminium pur n'a pratiquement aucun probl\u00e8me de fissuration. Il se soude facilement au TIG ou au MIG.<\/li>\n\n\n\n
        • Applications<\/strong>: \u00c9quipements chimiques, fa\u00e7ades architecturales, \u00e9quipements agro-alimentaires.<\/li>\n\n\n\n
        • Inconv\u00e9nients<\/strong>: La faible r\u00e9sistance limite l'utilisation structurelle.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

          S\u00e9rie 2xxx (alliages aluminium-cuivre)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
            \n
          • Exemples<\/strong>: 2024, 2219.<\/li>\n\n\n\n
          • Caract\u00e9ristiques<\/strong>: Haute r\u00e9sistance, largement utilis\u00e9 dans l'a\u00e9rospatiale.<\/li>\n\n\n\n
          • Soudabilit\u00e9<\/strong>: Pauvre<\/strong> - Il est tr\u00e8s sensible \u00e0 la fissuration \u00e0 chaud et \u00e0 la perte de propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques dans la zone d'al\u00e9a fort. Le 2219 est plus ou moins soudable et est utilis\u00e9 dans les r\u00e9servoirs de l'a\u00e9rospatiale.<\/li>\n\n\n\n
          • Applications<\/strong>: A\u00e9rospatiale, d\u00e9fense.<\/li>\n\n\n\n
          • Verdict<\/strong>: G\u00e9n\u00e9ralement, il n'est pas recommand\u00e9 de le souder, sauf dans des cas particuliers avec le 2219 en utilisant des proc\u00e9dures contr\u00f4l\u00e9es.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

            S\u00e9rie 3xxx (alliages d'aluminium et de mangan\u00e8se)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
              \n
            • Exemples<\/strong>: 3003, 3105.<\/li>\n\n\n\n
            • Caract\u00e9ristiques<\/strong>: Bonne r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion, r\u00e9sistance mod\u00e9r\u00e9e.<\/li>\n\n\n\n
            • Soudabilit\u00e9<\/strong>: Excellent<\/strong> - Ces alliages ne sont pas traitables \u00e0 chaud et conservent donc leurs propri\u00e9t\u00e9s apr\u00e8s le soudage.<\/li>\n\n\n\n
            • Applications<\/strong>: T\u00f4les de toiture, bardage, canettes de boissons, \u00e9quipements chimiques.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

              S\u00e9rie 4xxx (alliages aluminium-silicium)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
                \n
              • Exemples<\/strong>: 4032, 4045.<\/li>\n\n\n\n
              • Caract\u00e9ristiques<\/strong>: R\u00e9sistant \u00e0 l'usure, la teneur \u00e9lev\u00e9e en silicium r\u00e9duit le coefficient de dilatation thermique.<\/li>\n\n\n\n
              • Soudabilit\u00e9<\/strong>: Mod\u00e9r\u00e9<\/strong> - Souvent utilis\u00e9 comme mat\u00e9riau d'apport (par exemple, 4045) plut\u00f4t que comme alliage de base. La teneur \u00e9lev\u00e9e en Si peut r\u00e9duire la ductilit\u00e9.<\/li>\n\n\n\n
              • Applications<\/strong>: Composants de moteurs automobiles, pi\u00e8ces d'usure.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                S\u00e9rie 5xxx (alliages d'aluminium et de magn\u00e9sium)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n