Les alliages d’aluminium représentent un plus grand défi pour les soudeurs que les alliages d’acier. L’aluminium a un point de fusion plus bas et une conductivité plus élevée que les aciers, ce qui peut entraîner des brûlures, en particulier dans les tôles d’aluminium plus minces. Le choix d’une méthode de soudage pour l’aluminium dépend des besoins et des compétences du soudeur. En général, l’aluminium est considéré comme plus difficile à souder que l’acier, mais les procédés sont différents et l’aluminium nécessite également un équipement différent. Ne vous attendez donc pas à faire un travail impeccable dès le premier coup. Dans ce guide pratique, vous allez apprendre à souder l’aluminium dans les règles de l’art, en toute sécurité.
Les différentes méthodes pour souder de l’aluminium
Souder l’aluminium façon TIG
Le soudage sous gaz inerte au tungstène (TIG) est la principale méthode utilisée pour souder l’aluminium. Comme la pièce d’aluminium a besoin de beaucoup de chaleur pour atteindre la bonne température mais qu’elle peut conserver cette chaleur pendant longtemps, une machine à souder avec contrôle du courant est utile pour empêcher la pièce d’aluminium de surchauffer, ce qui provoquerait une brûlure et entamerait la qualité de la soudure.
Le soudage TIG peut être appliqué aussi bien à des feuilles d’aluminium minces qu’à des plaques d’aluminium plus épaisses. Comme le soudage TIG nécessite un cordon d’apport séparé, le soudeur doit choisir un cordon de soudure dont l’alliage est aussi proche que possible de celui des pièces à souder.
Souder l’aluminium façon MIG
Le soudage sous gaz inerte métallique (MIG) peut être utilisé avec succès pour souder l’aluminium. Lors de la sélection d’un soudeur, il faut décider si l’on utilisera le soudage à l’arc par pulvérisation (spray arc) ou le soudage électrique à impulsions. Le soudage à impulsions nécessite une alimentation électrique par onduleur, tandis que les machines à courant et à tension constants peuvent être utilisées pour le soudage à l’arc par pulvérisation.
Le soudage MIG est préférable pour les tôles d’aluminium de faible épaisseur en raison de la quantité de chaleur nécessaire. Lors du choix d’un gaz de protection, l’argon à 100 % est le meilleur choix pour le soudage MIG de l’aluminium. Le soudeur doit choisir un fil ou une baguette de soudure dont l’alliage est le plus proche possible à celui des pièces à souder pour obtenir une soudure de qualité.
Souder de l’aluminium au chalumeau
L’aluminium peut être soudé à l’aide d’une torche alimentée au gaz, mais cette méthode est plus difficile que le soudage MIG et TIG. Il est en effet plus laborieux de contrôler la chaleur appliquée à la pièce avec un chalumeau, et le risque de brûlure est plus élevé, par définition. Le soudage de l’aluminium au chalumeau nécessite une certaine habilité et une dextérité pour contrôler correctement la soudure.
Le nettoyage des pièces en aluminium
Quel que soit la méthode de soudage choisir, les pièces doivent être parfaitement propres avant le début de l’opération. L’oxyde d’aluminium a un point de fusion beaucoup plus élevé que l’aluminium de base : tout oxyde restant à la surface de la pièce peut entraîner des inclusions d’oxyde dans la soudure, réduisant ainsi la résistance et l’aspect général de la soudure. Les pièces peuvent être nettoyées par un procédé de gravure chimique ou de façon mécanique à l’aide d’une brosse métallique.
Les étapes pour souder de l’aluminium en toute sécurité
L’assemblage de votre matériel de soudage de l’aluminium
Procurez-vous un poste à souder TIG comme celui-ci (tungstène gaz inerte) AC (et pas seulement DC). Ce type de soudeur utilise une électrode en tungstène et un gaz inerte pour protéger la zone de soudure. La précision obtenue avec ce type de soudeuse est cruciale lorsqu’on travaille avec de l’aluminium, en particulier sur des pièces minces. Il est possible de souder l’aluminium avec d’autres procédés de soudage, comme le soudage MIG comme on l’a vu plus haut, mais le soudage TIG reste la méthode la plus adaptée aux débutants.
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Procurez-vous une baguette d’apport en aluminium. Cet outil est nécessaire pour assembler les deux pièces de manière optimale. Evitez les baguettes d’apport rouillées ou sales, car elles affaiblissent les soudures. Optez pour un alliage 4043 ou 5356 pour de meilleurs résultats. Utilisez une baguette de remplissage dont la taille est égale à celle de l’électrode en tungstène. Procurez-vous un bidon de gaz argon. Vous pouvez ajouter 3 % d’hélium pour augmenter la stabilité de l’arc.
Bien entendu, portez des vêtements de protection. Si vous n’avez pas d’équipement spécial, portez simplement une chemise à manches longues faite d’un tissu épais. Le soudage TIG produit une grande quantité de rayons ultraviolets. De ce fait, vous aurez des brûlures le long des bras si vous soudez en manches courtes. Veillez à porter un casque de soudage épais, une paire de gants épais et un masque respiratoire pour vous protéger pendant le soudage. Cet équipement vous protégera de la lumière intense, des radiations, des brûlures chimiques, des fumées, des oxydes, des chocs électriques, etc. Vos gants de soudage doivent être isolés et résistants au feu. Enfin, veillez à garder un extincteur facilement accessible en cas d’étincelles qui dégénèrent.
Préparation de l’espace de travail pour souder de l’aluminium
Commencer par bien nettoyer l’aluminium. Avec le temps, l’aluminium forme une fine couche d’oxyde d’aluminium sur sa face extérieure, qui fond à une température beaucoup plus élevée que l’aluminium en lui-même. Ainsi, avant de souder une pièce d’aluminium, vous devez nettoyer l’oxyde d’aluminium. Pour ce faire, il faut brosser, meuler ou limer les oxydes de façon mécanique.
Si vous utilisez des brosses métalliques pour nettoyer l’aluminium, veillez à utiliser des brosses neuves ou qui n’ont été utilisées que pour nettoyer d’autres matériaux, ni même de l’aluminium, car elles peuvent laisser des traces et nuire à la qualité de votre soudure. Vaporisez les joints avec du nettoyant de contact électrique. Rincez la pièce à l’eau, puis laissez-la sécher complètement. Frottez l’aluminium avec une laine d’acier inoxydable pour terminer le processus de nettoyage.
Nettoyez par la suite la baguette d’apport. Si elle est sale, elle pourra en effet contaminer la soudure. Utilisez un tampon de nettoyage abrasif et un peu d’acétone pour vous assurer que la baguette est exempte de tout contaminant. Ensuite, serrez les pièces ensemble aussi fermement que possible. Les postes à souder TIG ne vous seront d’aucune utilité si le joint n’est pas très serré. Vous risquez de vous retrouver avec des vides dans le joint et, en définitive, une soudure de mauvaise qualité. Faites en sorte que les pièces s’emboîtent le plus étroitement possible en les limant avant de les serrer avec des pinces ou des étaux. Si vous le pouvez, suspendez les pièces à souder au-dessus de votre plan de travail. Cela rendra le transfert de chaleur plus efficace et permettra une meilleure pénétration de la soudure.
Pensez à fixer la pièce à souder à un dissipateur thermique, comme le cuivre pour que la chaleur de la soudure soit transférée en toute sécurité, sans déformer votre travail ou endommager quoi que ce soit d’autre dans votre espace de travail. Préchauffez ensuite la pièce en aluminium. L’aluminium est beaucoup plus facile à souder lorsque la pièce est déjà bien chauffée. Vous pouvez chauffer la pièce en la mettant directement dans un four, ou en utilisant un chalumeau à propane pour appliquer la chaleur à la surface. Visez une température comprise entre 149 et 204 °C.
Lorsque vous soudez des pièces d’aluminium épaisses, le soudage sans préchauffage peut entraîner une liaison très faible et peu profonde. Travaillez dans un environnement sûr, ventilé et frais. Lorsque vous vous apprêtez à commencer à souder, assurez-vous d’abord qu’il y a un extincteur à proximité au cas où un incendie se déclencherait pendant le processus de soudage. Il est également important de travailler dans un espace à une température inférieure à 25° C, avec une bonne circulation de l’air afin de prévenir le stress thermique et/ou l’inhalation de vapeurs dangereuses. Ne soudez pas l’aluminium dans un espace de vie fréquenté par des enfants, des personnes asthmatiques et autres personnes à risque.
Le soudage de l’aluminium à proprement parler
Tenez le chalumeau et entraînez-vous pour maîtriser le mouvement. Adoptez un angle d’inclinaison léger, à 10° vers l’arrière. Tenez la pointe du tungstène à environ 6 mm de l’aluminium. Si vous tirez la pointe trop loin, l’arc se propagera plus que de raison et la soudure deviendra difficile à contrôler. Vous dirigerez la soudure avec la baguette de remplissage qui doit être maintenue à un angle d’environ 90° par rapport à la pointe du chalumeau.
Déplacez la torche le long du « trajet » de soudage. La torche étant à présent en position correcte, entraînez-vous à déplacer votre main le long de la partie de l’aluminium que vous allez souder. Entraînez-vous avec des gants pour simuler l’effort nécessaire. Veillez à déplacer toute votre main et non simplement vos doigts, car cette position est fatigante, bien qu’elle soit plus précise.
Par la suite, réglez l’ampérage de votre poste à souder. Essayez d’utiliser environ 1 ampère par 0,025 mm d’épaisseur de la pièce à souder. Réglez l’intensité du courant du poste à souder à un niveau supérieur à celui dont vous avez besoin, puis réajustez tout cela avec votre pédale. Si vous n’avez pas beaucoup d’expérience en matière de soudage, entraînez-vous avec de la ferraille d’aluminium et essayez différents réglages jusqu’à ce que vous trouviez ce qui vous convient le mieux. Un bon réglage peut faire une grande différence dans la qualité de votre soudure, et des facteurs environnementaux peuvent influer sur le choix du réglage le plus approprié.
Mettez vos outils et votre pièce en place. Commencez par allonger l’électrode en tungstène de manière à ce qu’il ne dépasse pas le diamètre de la buse du chalumeau. Par exemple, si vous utilisez une buse de 6 mm (environ ¼ pouces) de large, votre pointe en tungstène ne doit pas être à plus de 6 mm de la buse. Tapotez la pointe de l’électrode contre la pièce à usiner, puis retirez-la d’environ 3 mm. Appuyez sur le bouton de la torche pour créer votre arc électrique. En appuyant sur ce bouton, vous activez la fonction de démarrage à haute fréquence car elle est reliée à un câble connecté à l’alimentation électrique du soudage TIG. C’est la façon la plus simple et la plus facile de créer l’arc. Si vous ne voyez pas de bouton sur la torche, vous devrez créer un arc avec la pédale. Enclenchez la pédale à environ la moitié de son amplitude (au moins) pour créer l’arc.
Ajoutez un peu de métal d’apport à votre soudure avec la baguette de remplissage. Soudez environ 6 mm puis arrêtez et laissez refroidir pendant quelques secondes. Une fois que votre soudure aura refroidi, redémarrez le travail. An ajoutant un peu de métal d’apport au début de la deuxième séquence de soudure, vous allez la rendre plus solide tout en prévenant l’apparition de fissures et d’autres fragilisations.
Poussez lentement la flaque créée par la torche le long du joint, en ajoutant du mastic au fur et à mesure. Déplacez-vous à un rythme régulier pour que la flaque ait une taille constante et régulière. Une fois que vous avez terminé votre soudure, arrêtez l’arc en retirant lentement votre pied de la pédale. Ensuite, enlevez votre doigt du bouton qui se trouve sur la torche. Laissez au métal le temps de refroidir avant de toucher le produit fini. A vous de jouer !