Comment cuire de l'aluminium avec de l'argon

Le soudage des métaux est utilisé depuis longtemps dans le monde entier. Si le soudage de structures en acier ne pose pas de problèmes, la possibilité de souder de l’aluminium est douteuse pour beaucoup. Cependant, de nombreux doutes disparaîtront si vous décidez de faire bouillir de l'aluminium avec de l'argon.

Appareil TIG pour le soudage à l'arc sous argon

Appareil TIG pour le soudage à l'arc sous argon.

L'aluminium est en effet un matériau spécifique et entraîne des exigences supplémentaires. De nombreux alliages d'aluminium, largement utilisés dans la production et dans la vie quotidienne, compliquent encore plus la situation. Malgré certaines difficultés, le problème de l'ébullition de l'aluminium avec de l'argon est assez facile à résoudre, même dans des conditions domestiques.

Travail spécifique

Procédé de soudage à l'arc sous argon

Le processus de soudage à l'arc sous argon.

L'un des principaux problèmes lors du soudage de l'aluminium est son oxydation rapide à l'air. Un oxyde d'aluminium très réfractaire apparaît à la surface de l'aluminium (il fond à une température supérieure à 2000 ° C) et forme un film dense. Avant ou pendant le travail, ce film doit être enlevé.

L'exposition à des températures élevées réduit considérablement la résistance mécanique de l'aluminium, ce qui peut entraîner la destruction du matériau dans les zones adjacentes à la soudure. De plus, l'aluminium présente une fluidité élevée de la masse fondue, ce qui complique sa rétention dans la zone de soudure. La couleur de l'aluminium ne change pas pendant le chauffage, ce qui ne permet pas un contrôle précis de la zone et du degré de chauffage.

L'aluminium a un coefficient de dilatation linéaire accru avec un module d'élasticité bas, ce qui explique son désir de déformation. Pour éliminer le risque de déformations dans la zone de soudage, il est nécessaire de procéder par exemple au préchauffage.

La conductivité thermique accrue de l'aluminium nécessite une plus grande quantité de chaleur pour le souder, ce qui augmente la consommation d'énergie et la puissance de la source de courant. Pour l'aluminium, et en particulier pour ses alliages avec du magnésium, une porosité à l'hydrogène apparaît dans la soudure. Pendant le soudage, il existe un risque élevé de fissuration à chaud du matériau de soudage, provoqué par des contraintes lors de sa cristallisation.

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Principe de soudage à l'argon

Schéma de soudage à l'arc sous argon

Schéma de soudage à l'arc sous argon.

Un moyen assez efficace de cuire l’aluminium consiste à souder à l’arc électrique, en faisant fondre le métal dans un environnement inerte. L'inertie de l'environnement dans la zone de soudage est assurée par l'alimentation en argon de haute pureté. L'utilisation d'un mélange d'argon et d'hélium est autorisée. Un tel environnement permet de protéger le matériau en cours de soudage contre l’oxydation à des températures élevées pendant le soudage, du fait que l’argon n’entre pratiquement pas dans des liaisons chimiques avec d’autres matériaux et déplace en même temps l’air de la zone de soudage.

Le soudage à l'arc électrique dans l'argon est réalisé à l'aide d'un outil spécial - une torche. Le graveur contient un canal par lequel de l'argon est fourni à la zone de travail. Une électrode est installée à l'intérieur du brûleur. Le dessus du brûleur et l'électrode sont refroidis avec du liquide. Des électrodes de fusion et non fondantes peuvent être utilisées comme électrodes. Pour doter le métal de soudure de métal, on utilise une tige de remplissage ou un fil métallique dont le matériau, lorsqu'il est fondu pendant le chauffage, remplit le volume de la soudure. La barre alimente la zone de soudage en dehors de la torche.

Le soudage du métal s'effectue à l'aide d'un arc électrique qui s'enflamme entre la surface du métal et l'électrode. Pour l’allumage et le maintien de l’arc, un courant de soudage de tension continue ou alternative est appliqué à l’électrode.

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Préparation de la surface

Le schéma de l'électrode de soudage au tungstène argon

Schéma de soudage à l'argon avec électrode de tungstène.

La spécificité de la soudure en aluminium est l'exigence d'une préparation de surface minutieuse avant le début des travaux. La tâche principale de la préparation consiste à détruire le film d'oxyde, ce qui se fait en plusieurs étapes. Tout d'abord, la surface est nettoyée de la poussière et de la saleté, et les bords des découpes jointes sont nettoyés et légèrement arrondis vers le haut avec une lime.

Dans l'étape suivante, la surface est traitée avec un solvant. Pour l'aluminium et ses alliages, utilisez des solvants organiques ou une solution alcaline de composition suivante: 50 g de phosphate de sodium, 50 g de soude, 30 g de verre de silicate liquide par litre d'eau. Il est conseillé de chauffer la solution avant le traitement.

Après nettoyage avec un solvant, l'aluminium est usiné avec une brosse métallique. Une telle brosse peut être réalisée en fil métallique d'un diamètre de 0,1 à 0,2 mm. Tout traitement de surface du matériau doit être terminé au plus tard 3 heures avant le début des travaux, afin d'éviter l'apparition d'un nouveau film.

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L'utilisation d'électrodes non consommables

Schéma de soudage aluminium argon

Schéma de soudage à l'argon de l'aluminium.

L'aluminium peut être soudé à l'aide d'une électrode qui ne fond pas dans la zone de soudure. Une telle électrode assure uniquement la formation d'un arc électrique entre celle-ci et la surface de la pièce. Le métal pour remplir la soudure est formé en fondant le fil d'apport.

Le plus souvent, les électrodes en tungstène sont utilisées comme consommables lors du soudage des électrodes. Le diamètre de ces électrodes est de 2 à 6 mm. Des billettes d'aluminium d'une épaisseur allant jusqu'à 12 mm sont cuites avec des électrodes en tungstène.

Le soudage de l'aluminium à l'aide d'électrodes de tungstène est généralement effectué sur des installations de soudage standard du type UDG, qui assurent l'alimentation en courant alternatif de la force nécessaire. L'unité est capable de fournir de l'argon à un débit allant jusqu'à 15 l / min. La magnitude de la tension alternative dans le circuit de soudage lors de l'utilisation d'argon est maintenue à 15-20 V.

Tableau de sélection des fils de soudure en aluminium

Tableau de sélection de fil pour le soudage de l'aluminium.

En tant que matériau de remplissage, on utilise du fil d'aluminium à base d'aluminium pur de type AO ou HELL. Lors du travail avec des alliages d'aluminium, un fil ou une tige est utilisé avec une composition similaire ou similaire à la composition de l'alliage. Ainsi, pour les alliages aluminium-magnésium, on utilise un additif du même alliage dont la teneur en magnésium dépasse légèrement (jusqu'à 1,5%) sa teneur dans l'alliage lui-même.

Le mode de soudage de l'aluminium avec des électrodes en tungstène dépend du diamètre de l'électrode et de l'épaisseur de l'aluminium. Nous pouvons recommander des paramètres de processus spécifiques. Ainsi, pour souder des tôles d'épaisseur inférieure ou égale à 2 mm, utilisez une électrode d'un diamètre de 2 mm pour les fils d'apport d'un diamètre inférieur à 2 mm. Réglez l'intensité du courant de soudage sur 50-70 A. Pour une billette de 4-6 mm d'épaisseur et une électrode d'un diamètre de 3 mm, le diamètre de l'additif est égal à 3 mm, courant - 100-130 A, et avec une électrode de 4 mm de diamètre, le courant passe à 160-180 A. Le soudage de l'aluminium d'une épaisseur de 10 mm avec une électrode de 5 mm nécessite de régler l'intensité du courant de soudage à 220-300 A.

Schéma de soudage à l'aluminium

Le schéma de soudage par gaz d'aluminium.

L'aluminium est soudé à l'aide d'électrodes non consommables en un ou plusieurs passages, en fonction de l'épaisseur des ébauches. Si l'épaisseur de l'aluminium est inférieure à 3 mm, le processus de soudage peut être effectué en une seule passe (à condition qu'un revêtement en céramique sous la soudure soit utilisé pour maintenir la masse fondue). Le soudage d’aluminium d’une épaisseur maximale de 6 mm nécessite deux passes. Le soudage d'une épaisseur supérieure à 6 mm nécessite la création de biseaux sur les bords des pièces soudées et de quatre passes de soudage.

L'allumage de l'arc sous argon (en particulier lors de l'utilisation d'électrodes en tungstène) en touchant la surface métallique avec une électrode n'est pas utilisé. La méthode la plus efficace consiste à utiliser un oscillateur qui fournit des impulsions haute fréquence haute tension à l'électrode. Ces impulsions ionisent la zone de l'arc et assurent son allumage lorsque le courant de soudage est appliqué sans toucher la surface métallique avec une électrode. En l'absence d'oscillateur, l'arc ne peut être allumé qu'en augmentant le courant de soudage avec un intervalle d'arc minimum.

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DC: l'utilisation d'électrodes de fusion

Table de mode de soudage en aluminium

Table à souder en aluminium.

Le soudage de l'aluminium avec du courant continu dans l'argon est possible avec l'utilisation d'électrodes de fusion. De telles électrodes sous l'action d'un arc électrique fondent et remplissent l'espace entre les pièces soudées. L'utilisation d'additifs dans ce cas n'est pas nécessaire.

Lors de la création d'un arc en courant continu, des inverseurs de soudage sont utilisés, par exemple du type vd-200. Le principal avantage du soudage au courant continu est la stabilité de l'arc et la possibilité de régler le courant de soudage sans à-coups. L'arc est allumé et maintenu par un courant constant de polarité inverse. Cette polarité garantit la destruction du film d'oxyde à la surface de l'aluminium, ce qui est également avantageux pour le procédé.

Récemment, les électrodes ozana-1 revêtues pour l'aluminium technique et les électrodes ozan-2 pour certains alliages d'aluminium ont été largement utilisées comme électrodes de fusion.

Le procédé de soudage à l'argon utilisant une électrode de fusion

La méthode de soudage à l'argon utilisant une électrode de fusion.

Ces électrodes forment la composition de la soudure, proche du matériau lui-même. La consommation d'électrodes comme "ozan" est en moyenne de 2-2,2 kg par kilogramme de métal fondu. Parmi les autres électrodes consommables, les électrodes OK96.10 avec une couche de sels alcalins pour l'aluminium technique, ainsi que les électrodes OK96.20 pour les alliages, incl. alliages aluminium-magnésium.

Les électrodes de fusion pour l'aluminium ont une hygroscopicité élevée. Par conséquent, avant leur utilisation, elles nécessitent un séchage à une température maximale de 150 ° C pendant au moins une demi-heure. En outre, leur utilisation après séchage ne devrait pas dépasser une journée.

Le mode dépend du diamètre des électrodes et de l'épaisseur du métal. Lors du soudage d’aluminium d’une épaisseur maximale de 10 mm, il convient de suivre les recommandations suivantes: lorsque le diamètre de l’électrode est de 3 mm, la force continue est réglée entre 60 et 90 A, avec un diamètre de 4 mm - 90-125 A et avec un diamètre de 5 mm - 120-150 A. le déplacement de l'électrode dans la direction transversale doit être réduit au minimum.

Pour former une structure métallique de haute qualité dans la zone de soudage, les bords et les zones adjacentes des pièces en aluminium doivent être préchauffés, par exemple à l'aide d'un chalumeau à gaz.

La température de chauffage est choisie en tenant compte de la qualité du matériau et de l'épaisseur. En moyenne, il faut chauffer jusqu'à 400 degrés. Après la fin du processus de soudage, il est nécessaire d’assurer un refroidissement lent de la soudure.

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Recommandations supplémentaires

La qualité de la soudure est améliorée lors du traitement supplémentaire des bords des ébauches assemblées. Lors du soudage d'aluminium d'une épaisseur inférieure à 5 mm, le traitement des bords n'est généralement pas effectué. En cas de soudage d'aluminium d'une épaisseur de 5 à 10 mm, il est recommandé de rectifier le bord supérieur du bord pour former une soudure en forme de V. Lorsqu’on travaille avec un métal d’une épaisseur supérieure à 10 mm, on utilise souvent un traitement de bord en forme de X, c.-à-d. chanfrein enlevé et le haut et le bas. De plus, la soudure est formée des deux côtés de la pièce.

La soudure à l'aluminium est recommandée seulement bout à bout. De tels types de composés, tels que les chevauchements ou la forme en T, créent un risque d'accumulation de laitier dans les interstices, ce qui entraînera une corrosion accrue des zones métalliques adjacentes.

Après la formation de la soudure doit être soigneusement nettoyé de laitier. Même un petit résidu entraîne des interactions chimiques qui détruisent le métal. Les scories sont éliminées par lavage à l'eau chaude et nettoyage mécanique à l'aide d'une brosse métallique.

Pendant le travail, il est nécessaire de contrôler l’argon entrant. Arrêter le flux n'est pas valide.

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Outil nécessaire

Lors du soudage de l'aluminium, vous avez besoin de l'outil suivant:

  • gaz de chalumeau ou chalumeau;
  • Bulgare;
  • un fichier;
  • cercle émeri;
  • marteau;
  • burin;
  • des pinces;
  • tournevis;
  • brosse métallique;
  • étrier;
  • clés.

Le soudage à l'arc électrique sous argon a démontré son efficacité dans le soudage de l'aluminium et de ses alliages. Il est tout à fait possible de faire bouillir l’aluminium de cette manière dans les conditions domestiques avec la disponibilité des équipements et certaines compétences.

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