Comment éviter la fissuration de la soudure dans le soudage des alliages d’aluminium de la série 2000

Les alliages d’aluminium de la série 2000 contiennent généralement entre 2 et 10 % de cuivre (voir les tableaux ci-dessous pour 2219 et 2204). L’ajout de cuivre facilite le durcissement par précipitation de l’aluminium pour atteindre des niveaux de résistance comparables à ceux de l’acier. Ce sont des alliages Al-Cu traités thermiquement avec une résistance à la traction et à l’élasticité allant jusqu’à 70 et 50 Ksi respectivement, ce qui est absolument incroyable. Mais il y a un gros problème avec ces alliages ; comme la plupart des alliages durcis par précipitation, ils sont sujets à la fissuration, en particulier lors du soudage à l’arc.

soudure aluminium

La sensibilité à la fissuration à chaud (pendant le soudage) et la tendance à la fissuration par corrosion sous contrainte (après soudage) sont les problèmes les plus courants du soudage de ce groupe d’alliages d’aluminium.

La sensibilité à la fissuration à chaud des alliages Al-Cu culmine à environ 3 % de Cu, puis diminue à un niveau relativement faible à une teneur en Cu de 5 %.

Ces alliages 2XXX avec une teneur en Cu plus élevée sont considérés comme résistants à la fissuration à chaud. L’alliage 2219 est le plus courant dans ce groupe avec 6,3 % de Cu et 0,2 % de zirconium mais sans ajout de magnésium.

teneur en alliage d'aluminium vs fissuration

Comme vous l’avez peut-être remarqué, j’ai souligné “pas d’ajout de Mg” pour décrire l’alliage 2219. Ceci est important car le magnésium (Mg) provoque des problèmes de soudabilité pour les alliages Al-Cu, même s’ils se trouvent dans la zone de sécurité du diagramme de sensibilité aux fissures. Alloy 2024 en est un bon exemple ; il contient 4,5% de Cu et 1,5% de Mg. Pour faire court, le magnésium abaisse la température de solidus et élargit la «plage pâteuse» ou «plage de cohérence» lors de la solidification, ce qui provoque plus de ségrégation aux joints de grains et augmente la susceptibilité aux deux types de fissuration (Fissuration à chaud & Cracking par corrosion sous contrainte).

alliage 2024 chimie

L’utilisation de métaux d’apport à très faible teneur en Mg est extrêmement importante pour le soudage des alliages d’aluminium de la série 2000. En plus de cela, les ajouts de zirconium et de titane au métal d’apport réduisent la sensibilité aux fissures du métal d’apport (voir ci-dessous la composition chimique du fil d’apport ER2319).

Et n’oubliez jamais la règle d’or du soudage de l’aluminium : essayez toujours de maintenir l’apport de chaleur de soudage aussi bas que possible.

règle d'or de la soudure aluminium