L`entreprise The company - MIG WELD GmbH International

Transcription

L‘entreprise
The company
La société MIG WELD S.A.S. est installée à Longvic à
côté de Dijon au Nord Est de la France depuis 1986.
MIG WELD S.A.S. offre une gamme étendue de fils et
baguettes en aluminium et en alliage d’aluminium pour le
soudage MIG et TIG qui couvre l’ensemble des besoins
en matière d’assemblage de tôles ou de pièces moulées
en alliages d’aluminium.
Présente sur les marchés européens et internationaux
et certifiée ISO 9001, MIG WELD S.A.S. est à même de
répondre aux exigences les plus hautes tant en termes
de service et de produit qu’en termes de garantie des
délais de livraison.
The company MIG WELD S.A.S. is established in
Longvic, just outside Dijon in the North Eastern part of
France since 1986. MIG WELD S.A.S offers a wide range
of aluminium wires and rods ideally suited to provide high
quality products for the joining of aluminium sheets or
parts made of molten aluminium alloys.
As a leading producer on both European and international
markets and ISO 9001 certified, MIG WELD S.A.S offers
the guarantee of a consistent quality thanks to a constant
care at all manufacturing stages, a prompt reputable
service and a short delivery time.
La norme internationale ISO 18273 est maintenant
mise en application et donne principalement les lignes
directrices de la composition chimique pour les fils et
baguettes massifs pour le fil à souder en aluminium.
The international EN ISO 18273 standards, now being
put into force, principally defines the guidelines for the
chemical components of solid wires and rods for welding
of aluminium and aluminium alloys.
MIG WELD S.A.S. s’efforce très particulièrement à
maintenir une qualité et des propriétés constantes de
son fil à souder. Le fil de MIG WELD S.A.S. se distingue
par d’excellentes propriétés de soudage du fil grâce au
traitement spécial du fil lors de la fabrication.
The goal of Mig Weld S.A.S. is constant quality and
properties of all welding wire and rods. Material from
Mig Weld S.A.S. is distinguished by its excellent welding
properties due to special production methods.
MIG WELD S.A.S.
20 rue Colbert F-21600 LONGVIC France
Télephone / Phone + 33 3 80 68 07 57
Fax + 33 3 80 68 07 55
[email protected]
www.migweld.fr
3
Contenu
L’entreprise .................................................................�
3
Index (texte français) ..................................................�
4
La qualité ....................................................................�
6
Les tolérances du diamètre du fil ...................�
6
Types de bobines d’emballages .................................�
7
Grand format et fûts .......................................�
8
Fût..................................................................�
8
Fût Jumbo ......................................................�
9
Accessoires pour fûts ..............................�
9-10
Dévidoir DF40 ...............................................�
11
Tableaux indicatifs ...............................................�
12-14
Compositions chimiques ..............................�
12
Tableaux de classification et de choix des consommables..................................................................................................... 12-13
Longueur du fil .............................................�
14
Certifications ................................................�
14
Alliages d’aluminium ............................................�
15-33
ML 1070 • Al 99,7.........................................�
16
ML 1450 • Al 99,5Ti ......................................�
18
ML 4043 • AlSi5 ...........................................�
20
ML 4047 • AlSi12 .........................................�
22
ML 5087 • AlMg4,5MnZr ..............................�
24
ML 5183 • AlMg4,5Mn0,7.............................�
26
ML 5356 • AlMg5Cr ......................................�
28
ML 5554 • AlMg2,7Mn ..................................�
30
ML 5754 • AlMg 3 .........................................�
32
Conseils techniques d’utilisation .........................�
34-45
Propriétés physiques de l’aluminium chimiquement pur.............................................................................................................. 34
Effets des différences entre les propriétés physiques de l’acier et de l’aluminium sur la soudure par fusion ............................. 34
Couche d’oxyde ...........................................�
35
Solubilité d’hydrogène .................................�
36
Traitement de surface avant soudage ....�
37-38
Le stockage et la manipulation ....................�
37
Matériaux de base .................................�
37
Matériaux d’apport.................................�
37
Condensation ...........................................................�
37
La préparation des soudures ....................................�
38
La découpe plasma .....................................�
38
Traitement mécanique .................................�
38
Nettoyage chimique .....................................�
38
Le soudage d’aluminium sous gaz protecteur .....�
38-41
Généralités ..................................................�
38
Matériaux d’apport .......................................�
39
Soudage MIG...............................................�
39
Dévidage du fil .............................................�
40
Ignition de l’arc.............................................�
40
Peu ou pas assez de fusion en début et fin de cordon ................................................................................................................ 41
Dépôt noir sur et à côté de la soudure.........�
41
Spécificités du soudage sous gaz protecteur ......�
42-44
Soudage MIG...............................................�
42
Frottement sur bords métalliques ................�
42
Galets inadaptés ..........................................�
43
Humidité et défaut d’étanchéité des gaines à gaz ....................................................................................................................... 43
Pollution .......................................................�
43
Frottement dans le système de dévidage ....�
43
Arc trop long ................................................�
43
Soudage TIG ...............................................�
44
Pré-chauffage et température intermédiaire .............�
44
Anodisation ...............................................................�
44
Défauts de cordons de soudure et prévention .........�
45
Certificat d‘approbation ............................................�
58
4
Contents
The Company .............................................................�
3
Index (English text) .....................................................�
5
The quality ..................................................................�
6
Wire diameter tolerance.................................�
6
Spools and packaging ................................................�
7
Big spools and drums ....................................�
8
Eco-Drum.......................................................�
8
Jumbo-Drum ..................................................�
9
Drum Accessories ......................................�
9-10
Unwinding device DF40 ...............................�
11
Indicative tables ...................................................�
12-14
Chemical compositions ................................�
12
Tables 1 + 2 : Group division of consumables / Selection of filler metals ............................................................................... 12-13
Length of wires in meters.............................�
14
Approvals ......................................................�
14
Aluminium Alloys .................................................�
15-33
ML 1070 • Al 99,7.........................................�
17
ML 1450 • Al 99,5Ti ......................................�
19
ML 4043 • AlSi5 ...........................................�
21
ML 4047 • AlSi12 .........................................�
23
ML 5087 • AlMg4,5MnZr ..............................�
25
ML 5183 • AlMg4,5Mn0,7.............................�
27
ML 5356 • AlMg5Cr ......................................�
29
ML 5554 • AlMg2,7Mn ..................................�
31
ML 5754 • AlMg 3 .........................................�
33
Application reference ...........................................�
46-57
Physical properties of chemically clean aluminium...................................................................................................................... 46
Effects of the differences between the physical properties of steel to aluminium to fusion welding ............................................ 46
Oxide layer...................................................�
47
Solubility of hydrogen ..................................�
48
Surface treatment prior to welding ..........�
49-50
Storage and handling...................................�
49
Base materials.......................................�
49
Filler materials .......................................�
49
Condensation ............................................................�
49
Joint preparation .......................................................�
50
Plasma cutting .............................................�
50
Machining ....................................................�
50
Chemical cleaning .......................................�
50
Gas Metal Arc Welding of aluminium...................�
50-53
General Information .....................................�
50
Filler metals .................................................�
51
MIG Welding ................................................�
51
Wire feeding.................................................�
52
Arc ignition ...................................................�
52
Insufficient melting of the base metal at start and end crater at the end of the weld ................................................................... 53
Black deposit on and beside the weld .........�
53
Special attention with gas shielded arc welding ..�
54-56
MIG welding .................................................�
54
Wire scratching at metallic edges ................�
54
Unsuitable wire feed rolls.............................�
55
Humidity and poor gas hoses ......................�
55
Contamination..............................................�
55
Friction in the wire feed system ...................�
55
A too long arc ...............................................�
55
TIG welding..................................................�
56
Preheating and inter-pass temperature ....................�
56
Anodizing ..................................................................�
56
Common welding defects and how to avoid them ....�
57
Certificate of approval ..............................................�
59
5
La qualité
The Quality
Tolérances du diamètre du fil
Wire diameter tolerance
Selon la norme EN ISO 544, la tolérance du diamètre
nommé du fil à souder sous gaz protecteur est de +0,01/0,04 mm. Une utilisation maximale des ces tolérances
mènerait à une variation de la section transversale du fil
atteignant jusqu’à 8 %. Dans le processus de soudage,
cela signifie que, afin d’obtenir les mêmes propriétés
de processus, la correction de la vitesse du dispositif
de dévidage doit également aller jusqu’à 8 %. Mig Weld
maintient les tolérances autour de 0,0/-0,02 mm et limite
ainsi la déviation de vitesse à 3,31%.
According to the EN ISO 544 standards, the maximum
diameter tolerance of the wire for metal shielding gas
welding is set at +0.01/-0.04 mm. These limits being fully
used would lead to an alteration of more than 8 % of the
cross section of the wire. In the welding process this
means the speed of the wire feeder has to be corrected
with up to 8 % to keep the same processing properties.
Mig Weld S.A.S. keeps tolerances steadily around
+0.0/-0.02 mm thus limiting the highest wire feed speed
deviation to 3.31 %.
Diamètre/Diameter
[mm]
Deviation
Section /Cross section area
[mm2]
Deviation
1,21
0,83%
1,15
1,65%
1,20
0,00%
1,13
0,00%
1,18
1,67%
1,09
3,31%
1,16
3,33%
1,06
6,56%
Figure: Instrument de mesures de précision / Precision measuring instrument
6
Types de bobines et emballages
Spools and packaging
7
Fûts
Drums
Grand format et fûts
Big spools and drums
Mig Weld S.A.S. propose trois emballages grand format:
La bobine de 40 kg ainsi qu’un fût classique contenant
80 kg et un fût Jumbo contenant 140 kg de fil aluminium
pour la soudure. La bobine de 40 kg a été conçue par Mig
Weld en 1995 et rapidement adoptée par les clients et la
concurrence. Simultanément, Mig Weld a créé le dévidoir
DF40 pour l’utilisation de la bobine sur les machines
automatiques et les robots.
MIG WELD S.A.S. offers three big packagings: A 40 kg
spool, a classical drum containing 80 kg and a Jumbo
drum containing 140 kg of aluminium alloyed welding
wire. The 40 kg spool was created by MIG WELD in 1995
and rapidly adopted by both customers and competitors.
By the same time Mig Weld developed the unwinding
device DF40 for automatic machines and robots to enable
smooth unwinding of the wire.
Le fût de 80 kg est une nouvelle forme d’emballage
pour toutes les applications mécaniques et robotisées.
A l’exception des alliages d’aluminium
pur (Al99,7 • Al99,4Ti) tous les alliages
d’aluminium de la gamme de Mig Weld
se laissent vider de ce fût qui a les
dimensions suivantes: Ø 500 mm et
hauteur 820 mm.
The 80 kg drum is a new kind of packaging for all
mechanical and robot applications. All alloys except pure
aluminium (Al99,7 • Al99,4Ti) can be
unwinded from this kind of drum, which
has the following dimensions: Ø 500
mm and heigth 820 mm.
L’utilisation sans contrainte des fûts
demande beaucoup d’expérience et de
savoir-faire. Une attention particulière
doit être donnée à son emplacement.
La configuration de l’emplacement
physique du système de soudage,
doit être adaptée au fût. Ci-après,
un exemple de cellule robotique.
Dans certains cas, il est nécessaire
de stabiliser le fil lors du dévidage
en utilisant un tube de dévidage, un
centreur et des billes réutilisables.
Image: Fût 80 kg / Fig. Eco-Drum 80 kg
Le fût est écologique. Les poignées en métal peuvent être
dévissées et recyclées et le carton du fût peut être brûlé
ou recyclé.
Image: Fût avec tourniquet
et billes en bois
Fig. Eco-drum with uncoiling
finger and balls
8
However, a trouble free use of drums
requires much know-how and experience.
Special attention should be put on the
emplacement of the drum. Already the
physical design of the welding system
must be adapted to drums. An example
of a robotic cell is shown here. In many
cases it’s necessary to stabilize the wire
during the unwinding by means of reusable material such as an uncoiling
finger, a centring insert and balls.
The drum is ecological. The metal
handles can be unscrewed and scrapped after use. The
remaining carton may be burned or disposed of as waste
paper.
Image: Exemple de
cellule robotique
Fig. Example of a
robotic cell
Fûts
Drums
Le fût Jumbo de 140 kg est l’emballage par excellence
pour tous les gros consommateurs de fil aluminium
pour la soudure. A l’exception des alliages
d’aluminium pur (Al99,7 • Al99,4Ti) tous les
alliages d’aluminium de la gamme de Mig
Weld peuvent être mis dans ce fût. Même
le diamètre 1,0 mm et les alliages de la série
5000 peuvent maintenant être utilisés sans
problème. Grâce au diamètre plus large du
fût, le fil sort quasiment droit du fût et de ce
fait, il est particulièrement bien adapté pour le
soudage au laser. . Une fenêtre intégrée rend
possible un contrôle de fin de fil. Le fût Jumbo
est bien entendu également écologique et
peut facilment être recyclable.
Dimensions du fût: Longueur et largeur
600 mm pour une hauteur de 900 mm
The Jumbo drum containing 140 kg wire is the
packaging above all for big quantity users of aluminium
alloyed welding wire. All alloys except pure
aluminium (Al99,7 • Al99,4Ti) can be put in
this kind of drum. Even the Ø 1.0 mm and
alloys form the 5000 series can be used
without any trouble. Thanks to the larger
width of the drum, the wire comes out close
to straight and thus, it fits particularly well for
laser welding. An integrated window enables
an end of wire control. The Jumbo drum is of
course ecological and easily recycled.
Dimensions of the Jumbo drum (LxWxH):
600 x 600 x 900 mm
Image: Fût Jumbo 140 kg / Fig. Jumbo-Drum 140 kg
Accessoires pour fûts
Drum Accessories
Les grands emballages (fûts) pour du fil à souder
comportent un grand avantage - moins de perte de temps
de changement de bobines. Un exemple: en utilisant un
fût Jumbo, on économise 19 changements par rapport à
une bobine de 7 kg. Pour une durée de 15 minutes par
changement de bobine, cela fait un gain de 4,75 heures.
Ainsi, vous pouvez économiser des milliers d’euros par an!
Big quantity packagings (drums) for welding wire present a
huge advantage - less loss of time while changing spools.
An example: Using a Jumbo drum, you spare yourself
19 changes compared to use of 7 kg spools. Calculating
15 minutes per spools, you obtain a gain of 4.75 hours.
Enough to spare thousands of euros a year!
Setting up drums generate two main consequences:
La mise en place de fûts a deux conséquences
principales:
• En raison du poids considérable du fût, il doit être bougé
à l’aide d’un chariot et ne doit pas être endommagé lors
du déplacement
• Il y a souvent une distance assez longue entre le fût et le
dispositif d’avancement du fil. Une gaine est nécessaire.
Ces points doivent être planifiés d’une manière optimale
dès le début afin d’assurer une utilisation du fût sans
encombres.
• Due to the important weight of the drum, it has to be
moved with mechanical means and should not be
damaged during handling.
• There is very often a long distance between the drum
and the wire feeder devices and therefore, a liner is
necessary.
These facts have to be taken into account and optimally
planned for from the very beginning to assure a troublefree
use of the drum.
9
Fûts
Drums
Cônes – une affaire de propreté / Drum cones – a question of property
Pour la protection de la poussière ainsi que pour la fixation de la gaine, des cônes sont disponibles.
Drum cones are available to protect the wire from dust and to enable connection of conduits.
Cône carré pour le fût Jumbo de 140 kg
Square cone for the 140 kg Jumbo drum
Cône pour fût de 80 kg
Cone for 80 kg drums
Autres accessoires / Other accessories
Pour le fil de la famille 4000 il est en outre conseillé d’utiliser un Tourniquet à l’intérieur du fût. Pour le fil plus dynamique
de la série 5000, un double anneau.
For wire of the 4000 series, we recommend the use of a swivel arm (Tourniquet) inside the drum and for the more dynamic
wire of the 5000 series a double ring.
Tourniquet
Swivel arm
10
Double anneau
Double ring
Dévidoir DF 40
Unwinding device DF 40
Dévidoir DF 40 / Unwinding device DF 40
Entraînement bobine:
Régulation dévidage:
par moto-réducteur
système électromécanique par « pantin » et
variateur de fréquence
Effort de traction:
réduit, constant et sans à coup (6,6 Newton)
Sécurité:
positionnement aisé de la bobine sans
utilisation de moyen de levage
Dimensions:
hauteur 1140 mm
largeur 375 mm
profondeur
640 mm
Alimentation électrique:
220 V
Puissance maxi. absorbée: 0,75 KW
Capacité bobine:
diamètre 440 mm
largeur 200 mm
poids
40 kg
Capacité dévidage:
Vitesse fil de 0 à 18 m/min
avec asservissement automatique
Détection fin de bobine par cellule photo-électrique
Chauffage interne de 20° à 50° C
Drive of spool:
Reeling regulation:
back geared motor
electro-mechanical system by walking
beam and variator
Traction:
reduced, constant and fluid (6.6 Newton)
Security:
easy positioning of the spool, without
having to use a lifting system/process
Dimensions:
height
1140 mm
width
375 mm
depth
640 mm
Electricity / voltage:
230 V
Maximum power absorption: 0.75 kW
Spool capacity:
diameter
440 mm
width
200 mm
weight
40 kg
Wind-off:
Wire feed speed from 0 to 18 m/min
with automatic control
Detection of end of wire by photoelectrical cell
Inner heating from 20°C to 50°C
11
Tableaux indicatifs
Indicative tables
Compositions chimiques / Chemical compositions
Les valeurs indiquées sont les valeurs maximales (%)
Indicated values are maximum values (%)
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
ML 1070
0,20
0,25
0,04
0,03
ML 1450
0,25
0,40
0,05
0,05
ML 2319
0,20
0,30
5,80 - 6,80
ML 4043
4,50 - 6,00
0,60
0,30
ML 4047
11,00 - 13,00
0,60
ML 5087
0,25
ML 5183
0,40
ML 5356
ML 5554
Cr
Eléments non spécif.
Unspecified elements
Zr
Séparement
Single
Zn
Be
Ti
0,03
0,04
0,0003
0,03
0,03
≥ 99,70
0,05
0,07
0,0003
0,10 - 0,20
0,03
≥ 99,50
0,20 - 0,40
0,02
0,10
0,0003
0,10 - 0,20
0,05
0,15
Solde/Rest
0,15
0,20
0,10
0,0003
0,15
0,05
0,15
Solde/Rest
0,30
0,15
0,10
0,20
0,0003
0,15
0,05
0,15
Solde/Rest
0,40
0,05
0,70 - 1,10
4,50 - 5,20
0,05 - 0,25
0,25
0,0003
0,15
0,05
0,15
Solde/Rest
0,40
0,10
0,50 - 1,00
4,30 - 5,20
0,05 - 0,25
0,25
0,0003
0,15
0,05
0,15
Solde/Rest
0,25
0,40
0,10
0,05 - 0,20
4,50 - 5,50
0,05 - 0,20
0,10
0,0003
0,06 - 0,20
0,05
0,15
Solde/Rest
0,25
0,40
0,10
0,50 - 1,00
2,40 - 3,00
0,05 - 0,20
0,25
0,0003
0,05 - 0,20
0,05
0,15
Solde/Rest
ML 5556
0,25
0,40
0,10
0,60 - 1,00
5,00 - 5,50
0,05 - 0,20
0,20
0,0003
0,05 - 0,20
0,05
0,15
Solde/Rest
ML 5754
0,40
0,40
0,10
0,50
2,60 - 3,60
0,30
0,20
0,0003
0,15
0,05
0,15
Solde/Rest
ML AlMg6Zr
0,40
0,20
0,05
0,80 - 0,90
5,50 - 6,10
0,20
0,0005
0,02 - 0,15
0,05
0,15
Solde/Rest
0,10 - 0,25
0,10 - 0,20
0,08 - 0,12
Total
Al
Champs d’application des consommables de MIG WELD pour des matériaux de base
identiques ou similaires
La norme DIN EN 1011-4 donne des recommandations de choix des métaux d‘apport pour le matériel de base en alliages
corroyés et de fonte. Un extrait de cette norme est présenté ci-dessous pour les métaux d‘apport de Mig Weld.
Fields of application and usage of MIG WELD consumables for identical or similar base
materials
Recommendation for the selection of welding consumables for base materials from wrought- and cast aluminium alloys can be
found in DIN EN 1011-4. An extract from this standard, especially for MIG WELD consumables, can be found underneath.
Tableau / Table n°1: Classification des consommables / Group division of consumables
Type
Désignation Mig Weld
Mig Weld designation
Alliage
Alloy designation
Désignation chimique
Chemical designation
Remarques
remarks
Type 1
ML 1450
ML 1070
S-1450
S-1070
Al99,5Ti
Al 99,7
Le Ti réduit la formation de craquelures dans la soudure par affinage granuleux.
Ti reduces the formation of solidification cracks in the weld metal by means of corn fining.
Type 4
ML 4043
ML 4047
S-4043 A
S-4047 A
AlSi5
AlSi12(A)
Les matériaux d’apport de type 4 oxydent pendant l’anodisation ou sous l’influence atmosphérique et donnent une
couleur gris foncé dont l’intensité augmente plus le contenu de silicium est élevé. Ces matériaux d’apport ne permettent pas un ajustement de couleur convenable pour un matériel de base en alliages corroyés. Ces alliages sont
utilisés particulièrement pour prévenir la formation de fissures de solidification combinée à une forte dilution et des
conditions de serrage renforcé.
The type 4 fillers oxidise during anodising or by atmospheric influences and give a dark grey colour, whose intensity
increases with increasing Si-content. Such fillers do not give a suitable colour adjustment to base materials from
wrought alloys. These are especially used to prevent solidification cracks in combination with high dilution and stiff
clamping conditions.
Type 5
ML 5754
ML 5556
ML 5183
ML 5087
ML 5356
S-5754
S-5556 A
S-5183
S-5087
S-5356
AlMg3
AlMg5Mn
AlMg4,5Mn0,7(A)
AlMg4,5MnZr
AlMg5Cr(A)
Au cas où une forte résistance à la corrosion et l’ajustement de la couleur seraient déterminantes, le contenu de Mg
du métal d’apport doit être égal à celui du métal de base. Au cas où une une forte résistance à la déformation ou à
la traction serait déterminante un métal d’apport avec un contenu de Mg entre 4,5% et 5% doit être utilisé. Cr et Zr
réduisent la formation de fissures de solidification par de mesures de renforcement du grain. Zr diminue le risques
de fissuration à chaud.
In case that high corrosion resistance and colour adjustment are considered decisive, then the Mg content of the
filler metal shall be equal to the base metal. In case that a high yield strength and tensile strength are considered
decisive, then a filler metal with a Mg content between 4.5% to 5% shall be used. Cr and Zr reduce the susceptibility
to solidification cracking by means of corn fining. Zr reduces the risk of hot cracking.
Remarque: Les numéros de types 1,4 et 5 correspondent aux premiers chiffres de la dénomination des alliages.
Remark: The Type numbers 1,4 and 5 correspond to the first figure of the alloy designation.
12
Tableaux indicatifs
Indicative tables
Choix des consommables
Selection of filler metals
(Les types des alliages sont énumérés dans le tableau n°1)
(The filler types are shown in table n°1)
Choix de consommables dans chaque case (Les chiffres dans ce tableau sont les numéros de type du tableau n° 1)
Première ligne: Propriétés physiques optimales
�
Deuxième ligne: résistance corrosive optimale
�
Troisième ligne: Ca�Third Line: Optimal welding characteristics
Selection of the filler metals within each box (The figures in this table relate to the type numbers in table 1)
Matériaux de
base A
Base material A
Al
4
1
4
AlMn
4 ou / or 5
1
4
4
4
AlMg < 1 % a
4 ou / or 5
1
4
4
4
4
4
4
4
AlMg 3 %
4 ou / or 5
5d
4 ou / or 5
5
5d
4
5
5d
4
5
5d
5
AlMg 5 % b
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
AlMgSi c
4 ou / or 5
5
4
4 ou / or 5
5
4
4 ou / or 5
5
4
5
5
4
5
5
4
5 ou / or 4
5
4
AlZnMg
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
AlSiCu < 1 % e, f
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
AlSiMg e
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
AlSiCu e, f
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
AlCu c
g
g
g
g
g
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
AlMgSi
AlZnMg
AlSiCu < 1 %
AlSiMg
AlSiCu
AlCu
Matériaux de
base B
Base material B
Al
AlMn
AlMg < 1 %
AlMg 3 %
AlMg 5 %
g
g
Remarque 1: Si l’alliage du matériel de base contient ≥2% Mg et le soudage est fait avec des métaux d’apport de type AlSi5 ou AlSi12 (ou si le matériel de base contient ≥2% Si et le soudage est fait avec des métaux
d’apport du type AlMg5) une dispersion suffisante de Mg2-Si peut se faire au niveau de la ligne de fusion pour fragiliser le joint. Ces combinaisons ne sont pas recommandées pour des structures dynamiques ou exposées
aux chocs. Si la combinaison d’alliages ne peut pas être évitée, des métaux d’apport des types AlMg5 ou AlSi5 peuvent être utilisés.
Remarque 2: Les matériaux de base sont indiqués en fonction de leur composition chimique sans rapport aux matériaux moulés ou façonnés.
Remark 1: In case the base material alloys contain ≥2% Mg and welding is done with filler metals of the type AlSi5 or AlSi12 (or when the base materials contain ≥2% Si and welding is done with filler metals of the AlMg5
type) then sufficient Mg2Si precipitations can be formed at the fusion line to give a brittle joint. These combinations are not recommended for dynamically or shock stressed structures. If the alloy combination cannot be
prevented, then filler metals of the AlSi5 or AlMg5 type can be used.
Remark 2: These base materials are listed according to their chemical composition without reference to cast or wrought materials.
En soudant sans métal d’apport, ces alliages sont susceptibles de faire des fissures de solidification. Celles-ci peuvent être évitées par un serrage ferme ou en augmentant la teneur de Mg dans la soudure jusqu’à plus de 3%.
Dans certaines conditions environnementales, p.ex. température de travail ≥ 65°C, les alliages contenant plus de 3% de Mg, peuvent être enclins à la corrosion inter cristalline et/ou à la corrosion de tension. Cette
susceptibilité augmente avec un contenu de Mg croissant et/ou en état de refroidissement. L’effet de dilution de métal doit être pris en compte.
c
�
d
La résistance à la corrosion inter cristalline et à la corrosion de tension de type 5 selon le tableau n° 1, est augmentée quand le taux de Mg ne dépasse pas 3%. Dans des conditions environnementales qui peuvent
causer une corrosion inter cristalline et/ou de tension, le contenu de Mg du métal d’apport doit être similaire au métal de base ou de très peu, plus élevé. Cela doit être respecté pour le soudage de matériaux de base
avec les métaux d’apport en référence.
e
�
f
En cas de fonte, les alliages de fonte ne sont pas soudables en raison du fort contenu de gaz
g
Pas recommandé – pas adapté au métal de base.
a
b
By welding without a filler metal, these alloys are prone to solidification c�
At certain environment conditions, for ex. operation temperature ≥ 65°C, alloys with a Mg content of more than 3% may be prone to intercristalline corrosion and/or stress corrosion. The susceptibility increases with rising
Mg content and/or cold hardening. The effect of weld metal dilution should be taken into consideration.
c
These alloys are not recommended for welding without filler metals due to their susceptibility of cold cracking.
d
The resistance against intercristalline corrosion and stress corrosion of type 5 according to table 1 is increased when the Mg content does not exceed 3%. At environment conditions, which may cause intercristalline
corrosion and/or stress corrosion, the Mg content of the filler metal should be similar to the base material or not significantly higher. Accordingly, this must be obeyed for welding of the base materials with the referring
filler metals.
e
The silicon c�
f
In case of die-casting, the cast alloys are not weldable due to the high gas content.
g
Not recommended – not suitable for the base metal.
a
b
13
Tableaux indicatifs
Indicative tables
Longueur en mètres des alliages d’aluminium pour un poids spécifique de 2,7g/cm3
Length of aluminium alloys in meters at a specific weight of 2.7 g/cm3
Ø du fil [mm]
Poids [g/m]
Poids bobine [kg] / Spool weight [kg]
Wire diameter [mm]
Weight [g/m]
0,5
2
6
7
18
0,8
1,36
368
1.474
4.421
5.158
13.263
1,0
2,12
236
943
2.829
3.301
8.488
1,2
3,05
164
655
1.965
2.292
1,6
5,43
92
368
1.105
2,0
8,48
59
236
2,4
12,21
41
164
40
80
140
5.895
13.099
26.198
45.847
1.289
3.316
7.368
14.737
25.789
707
825
2.122
4.716
491
573
1.474
3.275
66.020
Certifications
Approvals
DNV
ABS
DB
VdTÜV
ML 4043
●
●
ML 4047
●
BWB
Bureau Veritas
Germanischer
Lloyd
ML 1070
ML 1450
ML 5087
●
●
●
● (3.3546)
●
●
ML 5183
●
●
●
●
● (3.3548)
●
●
ML 5356
●
●
●
●
●
●
ML 5556
ML 5754
ML 5554
14
●
●
Alliages d‘aluminium
Al99,7
Aluminium Alloys
Al99,5Ti
AlCu6MnZrTi
AlSi5
AlSi12
AlMg4,5MnZr
AlMg4,5Mn0,7
AlMg5Cr AlMg2,7Mn
AlMg5Mn AlMg3
15
ML 1070
Al99,7
Fil/baguette en aluminium
Analyses indicatives
du fil d‘apport en %
Si ........................................................................................................... < 0,20
Fe .......................................................................................................... < 0,25
Cu .......................................................................................................... < 0,04
Mn ......................................................................................................... < 0,03
Mg ......................................................................................................... < 0,03
Zn ........................................................................................................... < 0,04
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,03
V ............................................................................................................ < 0,05
Autres .................................................................................................... < 0,03
Al .................................................................................................... min. 99,70
Désignation
par les normes
EN ISO 18273 .................................................................... S Al 1070 (Al99,7)
Matériel Nr. ........................................................................................... 3.0259
Matériaux de base
Voir page 12.
Remarques
Le soudage d’aluminium pur demande une attention particulière en raison de
son point de fusion très étroit afin de prévenir la fissuration à chaud et la porosité. Cet alliage remplace le 1050. Voir aussi les conseils techniques.
Propriétés physiques
(valeurs indicatives)
Conductibilité électrique [S*m/mm2] ....................................................... 34-36
Conductibilité thermique à 20°C [W/(m*K) ......................................... 210-230
Coeff. d’extension thermique linéaire (20-100°C) [1/K] ..................... 23,5*10-6
Valeurs mécaniques
du matériau à souder
0,2 % Limite d’élongation Rp0,2 [MPa] ..........................................................
Résistance à la traction Rm [MPa] ...............................................................
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ...........................................................................
Température d’essai [°C] .............................................................................
Position de soudure
PA, PB, PC, PF
Gaz de protection
I1, I2, I3 (Argon à soudure, hélium ou un mélange argon/hélium)
Polarisation
MIG =+, WIG ~
Homologations
Sur demande
Dimensions Ø
Fil MIG [mm] ............................................................ 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
Baguettes TIG [mm] ....................................................... 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Conditionnement fil MIG
Type de bobine .................................................................. Unités d’emballage
S 200 / 2 kg ............................................................. 4 bobines = 8 kg (carton)
S 300 / 6 kg ....................................................... 84 bobines = 504 kg (palette)
B 300 / BS 300 / 7 kg ........................................ 84 bobines = 588 kg (palette)
B 400 / 18 kg ..................................................... 28 bobines = 504 kg (palette)
Conditionnement baguettes TIG
Carton 5 kg; carton 10 kg ............................................... Longueur 1.000 mm
16
20
65
35
20
ML 1070
Al99,7
Rod/Wire electrode for Aluminium
Typical composition in %
Si ........................................................................................................... < 0,20
Fe .......................................................................................................... < 0,25
Cu .......................................................................................................... < 0,04
Mn ......................................................................................................... < 0,03
Mg ......................................................................................................... < 0,03
Zn ........................................................................................................... < 0,04
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,03
V ............................................................................................................ < 0,05
Others .................................................................................................... < 0,03
Al .................................................................................................... min. 99,70
Classification
EN ISO 18273 .................................................................... S Al 1070 (Al99,7)
Material No. .......................................................................................... 3.0259
Base materials
See page 12.
Remarks
Welding of pure aluminium requires special precaution due to the narrow melting
range in order to prevent hotcracking and porosity. This alloy replaces ML 1050.
Consider the technological application reference.
Physical properties
(Approx. values)
Electrical conductivity [S*m/mm2] ........................................................... 34-36
Heat conductivity at 20°C [W/(m*K) ................................................... 210-230
Linear heat extension coefficient (20-100°C) [1/K] ............................ 23,5*10-6
Physical properties
of pure weld metal
(Approx. values)
0,2 % yield strength Rp0,2 [MPa] ...................................................................
Tensile strength Rm [MPa] ...........................................................................
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ...........................................................................
Test temperature [°C] ..................................................................................
Welding position
PA, PB, PC, PF
Shielding gas
I1, I2, I3 (Argon, Helium or Argon/Helium-mixtures)
Polarity
MIG =+, WIG ~
Approvals
on request
Dimensions Ø
MIG-wires [mm] ....................................................... 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
TIG-rods [mm] ................................................................ 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Wire packagings
Spools .................................................................................... Packaging units
S 200 / 2 kg .................................................................... 4 spools = 8 kg (box)
S 300 / 6 kg ........................................................... 84 spools = 504 kg (pallet)
B 300 / BS 300 / 7 kg ............................................ 84 spools = 588 kg (pallet)
B 400 / 18 kg ......................................................... 28 spools = 504 kg (pallet)
Rod packagings
Carton 5 kg; carton 10 kg ................................................... Length 1.000 mm
20
65
35
20
17
ML 1450
Al99,5Ti
Si ........................................................................................................... < 0,25
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,05
Mn ......................................................................................................... < 0,05
Mg ......................................................................................................... < 0,05
Zn ........................................................................................................... < 0,07
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ....................................................................................................... 0,10-0,20
Autres séparément ................................................................................ < 0,03
Al .................................................................................................... min. 99,50
Désignation
par les normes
EN ISO 18273 ................................................................. S Al 1450 (Al99,5Ti)
Matériel Nr. ........................................................................................... 3.0805
Matériaux de base
Voir page 12.
Remarques
Le soudage d’aluminium pur demande une attention particulière en raison
de son point de fusion très étroit afin de prévenir la fissuration à chaud et la
porosité. L’affinage du grain dans la soudure provient de l’addition de titan. Voir
aussi les conseils techniques.
Propriétés physiques
Conductibilité électrique [S*m/mm2] .................................................... min. 35
Conductibilité thermique à 20°C [W/(m*K) ......................................... 210-230
Coeff. d’extension thermique linéaire (20-100°C) [1/K] ..................... 23,5*10-6
Valeurs mécaniques
0,2 % Limite d’élongation Rp0,2 [MPa] ..........................................................
Résistance à la traction Rm [MPa] ...............................................................
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ...........................................................................
Température d’essai [°C] .............................................................................
Position de soudure
PA, PB, PC, PF
Gaz de protection
I1, I2, I3 (Argon, hélium ou un mélange argon/hélium)
Polarisation
MIG =+, TIG ~
Homologations
Sur demande
Dimensions Ø
Fil MIG [mm] ............................................................ 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
Baguettes TIG [mm] ....................................................... 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Carton 5 kg; carton 10 kg ................................................ Longueur 1.000 mm
18
20
65
35
20
ML 1450
Al99,5Ti
Si ........................................................................................................... < 0,25
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,05
Mn ......................................................................................................... < 0,05
Mg ......................................................................................................... < 0,05
Zn ........................................................................................................... < 0,07
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ....................................................................................................... 0,10-0,20
Others .................................................................................................... < 0,03
Al .................................................................................................... min. 99,50
Classification
EN ISO 18273 ................................................................. S Al 1450 (Al99,5Ti)
Material No. .......................................................................................... 3.0805
Base materials
See page 12.
Remarks
Welding of pure aluminium requires special precaution due to the narrow melting
range in order to prevent hotcracking and porosity. Grain refinement in the weld
metal resulting from the addition of Ti. Consider the technological application
reference.
Physical properties
(Approx. values)
Electrical conductivity [S*m/mm2] ........................................................ min. 35
Heat conductivity at 20°C [W/(m*K) ................................................... 210-230
Linear heat extension coefficient (20-100°C) [1/K] ............................ 23,5*10-6
Physical properties
of pure weld metal
(Approx. values)
0,2 % yield strength Rp0,2 [MPa] ...................................................................
Tensile strength Rm [MPa] ...........................................................................
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ...........................................................................
Test temperature [°C] ..................................................................................
Welding position
PA, PB, PC, PF
Shielding gas
1, I2, I3 (Argon, Helium or Argon/Helium-mixtures)
Polarity
MIG =+, TIG ~
Approvals
on request
Dimensions Ø
MIG-wires [mm] ....................................................... 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
TIG-rods [mm] ................................................................ 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Wire packagings
S 200 / 2 kg .................................................................... 4 spools = 8 kg (box)
Rod packagings
Carton 5 kg; carton 10 kg .................................................... Length 1.000 mm
20
65
35
20
19
ML 4043
AlSi5
Si ...................................................................................................... 4,50-5,50
Fe .......................................................................................................... < 0,60
Cu .......................................................................................................... < 0,30
Mn ......................................................................................................... < 0,15
Mg ......................................................................................................... < 0,20
Zn ........................................................................................................... < 0,10
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Total, autres ........................................................................................... < 0,15
Désignation
par les normes
EN ISO 18273 ............................................................... S Al 4043A (AlSi5(A))
Matériel Nr. ........................................................................................... 3.2245
AWS A 5-10 ...................................................................................... ER 4043
Matériaux de base
Voir page 12.
Remarques
Cet alliage est particulièrement utilisé pour prévenir les fissures de solidification
en relation avec des conditions de forte dilution et de serrage. L’anodisation
donne une coloration gris foncé et n’est pas recommandée. Le bain de soudure
est très fluide. Voir aussi les conseils techniques.
Valeurs mécaniques
0,2 % Limite d’élongation Rp0,2 [MPa] .......................................................... 40
Résistance à la traction Rm [MPa] ............................................................. 120
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ............................................................................. 8
Température d’essai [°C] ............................................................................. 20
Position de soudure
PA, PB, PC, PF
Gaz de protection
Polarisation
MIG =+, TIG ~
Homologations
DB, RWTÜV
Dimensions Ø
Fil MIG [mm] ............................................................ 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
Baguettes TIG [mm] ....................................................... 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Fût / 80 kg ................................................................. 2 fûts = 160 kg (palette)
Fût Jumbo / 140 kg .................................................... 2 fûts = 280 kg (palette)
20
ML 4043
AlSi5
Si ...................................................................................................... 4,50-5,50
Fe .......................................................................................................... < 0,60
Cu .......................................................................................................... < 0,30
Mn ......................................................................................................... < 0,15
Mg ......................................................................................................... < 0,20
Zn ........................................................................................................... < 0,10
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Others .................................................................................................... < 0,05
Others total ............................................................................................ < 0,15
Classification
EN ISO 18273 ............................................................... S Al 4043A (AlSi5(A))
Material No. .......................................................................................... 3.2245
AWS A 5-10 ...................................................................................... ER 4043
Base materials
See page 12.
Remarks
This alloy is particularly used to prevent solidification cracks in connection with
high dilution and clamp conditions. Anodizing gives dark gray colours and is not
recommended. The weld pool is very fluid. Consider the technological application reference.
Physical properties
of pure weld metal
(Approx. values)
0,2 % yield strength Rp0,2 [MPa] ................................................................... 40
Tensile strength Rm [MPa] ......................................................................... 120
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ............................................................................. 8
Test temperature [°C] .................................................................................. 20
Welding position
PA, PB, PC, PF
Shielding gas
Polarity
MIG =+, TIG ~
Approvals
DB, VdTÜV
Dimensions Ø
MIG-wires [mm] ....................................................... 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
TIG-rods [mm] ................................................................ 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Wire packagings
S 200 / 2 kg .................................................................... 4 spools = 8 kg (box)
Eco-drum / 80 kg ..................................................... 2 drums = 160 kg (pallet)
Jumbo-drum / 140 kg .............................................. 2 drums = 280 kg (pallet)
Rod packagings
21
ML 4047
AlSi12
Si .................................................................................................. 11,00-13,00
Fe .......................................................................................................... < 0,60
Cu .......................................................................................................... < 0,30
Mn ......................................................................................................... < 0,15
Mg ......................................................................................................... < 0,10
Zn ........................................................................................................... < 0,20
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Total, autres ........................................................................................... < 0,15
Désignation
par les normes
EN ISO 18273 ............................................................. S Al 4047A (AlSi12(A))
Matériel Nr. ........................................................................................... 3.2585
AWS A 5-10 ....................................................................................... ER 4047
Matériaux de base
Voir page 12.
Remarques
Cet alliage est particulièrement utilisé pour prévenir les fissures de solidification
en relation avec des conditions de forte dilution et de serrage. L’anodisation
donne une coloration gris foncé et n’est pas recommandée. Le bain de soudure
est très fluide. Voir aussi les conseils techniques.
Valeurs mécaniques
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ............................................................................. 5
Position de soudure
PA, PB, PC, PF
Gaz de protection
Polarisation
MIG =+, TIG ~
Homologations
DB, RWTÜV
Dimensions Ø
Fil MIG [mm] ............................................................ 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
Baguettes TIG [mm] ....................................................... 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
22
ML 4047
AlSi12
Si .................................................................................................. 11,00-13,00
Fe .......................................................................................................... < 0,60
Cu .......................................................................................................... < 0,30
Mn ......................................................................................................... < 0,15
Mg ......................................................................................................... < 0,10
Zn ........................................................................................................... < 0,20
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Others .................................................................................................... < 0,05
Others total ............................................................................................ < 0,15
Classification
EN ISO 18273 ............................................................. S Al 4047A (AlSi12(A))
Material No. .......................................................................................... 3.2585
AWS A 5-10 ....................................................................................... ER 4047
Base materials
See page 12.
Remarks
This alloy is particularly used to prevent solidification cracks in connection with
high dilution and clamp conditions. Anodizing gives dark gray colours and is not
recommended. The weld pool is very fluid. Consider the technological application reference.
Physical properties
of pure weld metal
(Approx. values)
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ............................................................................. 5
Welding position
PA, PB, PC, PF
Shielding gas
Polarity
MIG =+, TIG ~
Approvals
DB, VdTÜV
Dimensions Ø
MIG-wires [mm] ....................................................... 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
TIG-rods [mm] ................................................................ 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Wire packagings
S 200 / 2 kg .................................................................... 4 spools = 8 kg (box)
Rod packagings
23
ML 5087
AlMg4,5MnZr
Si ........................................................................................................... < 0,25
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,05
Mn .................................................................................................... 0,70-1,10
Mg .................................................................................................... 4,50-5,20
Cr ...................................................................................................... 0,05-0,25
Zn ........................................................................................................... < 0,25
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Zr ...................................................................................................... 0,10-0,20
Total, autres ........................................................................................... < 0,15
Désignation
par les normes
EN ISO 18273 ......................................................... S Al 5087 (AlMg4,5MnZr)
Matériel Nr. ........................................................................................... 3.3546
Matériaux de base
Voir page 12.
Remarques
La soudure n’est pas sensible aux fissures à chaud; particulièrement avantageux
dans des conditions de fixation défavorables avec des pièces compliquées. Voir
Valeurs mécaniques
0,2 % Limite d’élongation Rp0,2 [MPa] ........................................................ 125
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 17
Position de soudure
PA, PB, PC, PF
Gaz de protection
Polarisation
MIG =+, TIG ~
Homologations
DNV; ABS; DB; VdTÜV; BWB (3.3546); Bureau Veritas; German. Lloyd
Dimensions Ø
Fil MIG [mm] ............................................................ 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
Baguettes TIG [mm] ....................................................... 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
24
ML 5087
AlMg4,5MnZr
Si ........................................................................................................... < 0,25
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,05
Mn .................................................................................................... 0,70-1,10
Mg .................................................................................................... 4,50-5,20
Cr ...................................................................................................... 0,05-0,25
Zn ........................................................................................................... < 0,25
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Zr ...................................................................................................... 0,10-0,20
Others .................................................................................................... < 0,05
Others total ............................................................................................ < 0,15
Classification
EN ISO 18273 ......................................................... S Al 5087 (AlMg4,5MnZr)
Material No. .......................................................................................... 3.3546
Base materials
See page 12.
Remarks
Zirconium micro alloyed. The weld is not susceptible to hot cracking. Particularly
advantageous for complicated weldments involving clamp conditions. Consider
the technological application reference.
Physical properties
of pure weld metal
(Approx. values)
0,2 % yield strength Rp0,2 [MPa] ................................................................. 125
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 17
Welding position
PA, PB, PC, PF
Shielding gas
Polarity
MIG =+, TIG ~
Approvals
Dimensions Ø
MIG-wires [mm] ....................................................... 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
TIG-rods [mm] ................................................................ 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Wire packagings
S 200 / 2 kg .................................................................... 4 spools = 8 kg (box)
Rod packagings
25
ML 5183
AlMg4,5Mn0,7
Si ........................................................................................................... < 0,40
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,10
Mn .................................................................................................... 0,50-1,00
Mg .................................................................................................... 4,30-5,20
Cr ...................................................................................................... 0,05-0,25
Zn ........................................................................................................... < 0,25
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Total, autres ........................................................................................... < 0,15
Désignation
par les normes
EN ISO 18273 ....................................................... S Al 5183 (AlMg4,5Mn0,7)
Matériel Nr. ........................................................................................... 3.3548
AWS A 5-10 ....................................................................................... ER 5183
Matériaux de base
Voir page 12.
Remarques
Les pièces soudées résistent à la corrosion de l’eau de mer. Voir aussi les conseils
techniques.
Valeurs mécaniques
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 17
Position de soudure
PA, PB, PC, PF
Gaz de protection
Polarisation
MIG =+, TIG ~
Homologations
Dimensions Ø
Fil MIG [mm] ............................................................ 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
Baguettes TIG [mm] ....................................................... 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
26
ML 5183
AlMg4,5Mn0,7
Si ........................................................................................................... < 0,40
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,10
Mn .................................................................................................... 0,50-1,00
Mg .................................................................................................... 4,30-5,20
Cr ...................................................................................................... 0,05-0,25
Zn ........................................................................................................... < 0,25
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Others .................................................................................................... < 0,05
Others total ............................................................................................ < 0,15
Classification
EN ISO 18273 ....................................................... S Al 5183 (AlMg4,5Mn0,7)
Material No. .......................................................................................... 3.3548
AWS A 5-10 ....................................................................................... ER 5183
Base materials
See page 12.
Remarks
Seawater resistant weld metal. Consider the technological application
reference.
Physical properties
of pure weld metal
(Approx. values)
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 17
Welding position
PA, PB, PC, PF
Shielding gas
Polarity
MIG =+, TIG ~
Approvals
Dimensions Ø
MIG-wires [mm] ....................................................... 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
TIG-rods [mm] ................................................................ 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Wire packagings
S 200 / 2 kg .................................................................... 4 spools = 8 kg (box)
Rod packagings
27
ML 5356
AlMg5Cr
Si ........................................................................................................... < 0,25
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,10
Mn .................................................................................................... 0,05-0,20
Mg .................................................................................................... 4,50-5,50
Cr ...................................................................................................... 0,05-0,20
Zn ........................................................................................................... < 0,10
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ....................................................................................................... 0,06-0,20
Total, autres ........................................................................................... < 0,15
Désignation
par les normes
EN ISO 18273 ................................................................ S Al 5356 (AlMg5Cr)
Matériel Nr. ........................................................................................... 3.3556
AWS A 5-10 ...................................................................................... ER 5356
Matériaux de base
Voir page 12.
Remarques
Les pièces soudées résistent à la corrosion de l’eau de mer. Convient pour des
cordons de couleurs approchantes sur des matériaux adaptés à l’anodisation.
Voir aussi les conseils techniques.
Valeurs mécaniques
0,2 % Limite d’élongation Rp0,2 [MPa] ......................................................... 110
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 17
Position de soudure
PA, PB, PC, PF
Gaz de protection
Polarisation
MIG =+, TIG ~
Homologations
DNV; ABS; DB; VdTÜV; Bureau Veritas; Germanischer Lloyd
Dimensions Ø
Fil MIG [mm] ............................................................ 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
Baguettes TIG [mm] ....................................................... 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
28
ML 5356
AlMg5Cr
Si ........................................................................................................... < 0,25
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,10
Mn .................................................................................................... 0,05-0,20
Mg .................................................................................................... 4,50-5,50
Cr ...................................................................................................... 0,05-0,20
Zn ........................................................................................................... < 0,10
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ....................................................................................................... 0,06-0,20
Others .................................................................................................... < 0,05
Others total ............................................................................................ < 0,15
Classification
EN ISO 18273 ................................................................ S Al 5356 (AlMg5Cr)
Material No. .......................................................................................... 3.3556
AWS A 5-10 ...................................................................................... ER 5356
Base materials
See page 12.
Remarks
The weld metal is sea water resistant. Suitable for anodizing when matching
colours are required.
Physical properties
of pure weld metal
(Approx. values)
0,2 % yield strength Rp0,2 [MPa] .................................................................. 110
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 17
Welding position
PA, PB, PC, PF
Shielding gas
Polarity
MIG =+, TIG ~
Approvals
DNV; ABS; DB; VdTÜV; Bureau Veritas; Germanischer Lloyd
Dimensions Ø
MIG-wires [mm] ....................................................... 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
TIG-rods [mm] ................................................................ 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Wire packagings
S 200 / 2 kg .................................................................... 4 spools = 8 kg (box)
Rod packagings
29
ML 5554
AlMg2,7Mn
Si ........................................................................................................... < 0,25
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,10
Mn .................................................................................................... 0,50-1,00
Mg .................................................................................................... 2,40-3,00
Cr ...................................................................................................... 0,05-0,20
Zn ........................................................................................................... < 0,25
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ...................................................................................................... 0,05-0,20
Total, autres ........................................................................................... < 0,15
Désignation
par les normes
EN ISO 18273 ............................................................ S Al 5554 (AlMg2,7Mn)
Matériel Nr. ........................................................................................... 3.3538
AWS A 5-10 ....................................................................................... ER 5554
Matériaux de base
Voir page 12.
Remarques
Cet alliage a été développé pour des application à haute température et pour
éviter la corrosion de tension. Il est possible de lier le métal de base 5454 avec
des alliages de la famille 6000. Les pièces soudées résistent à l’eau de mer. Voir
Valeurs mécaniques
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 17
Position de soudure
PA, PB, PC, PF
Gaz de protection
Polarisation
MIG =+, TIG ~
Homologations
Sur demande
Dimensions Ø
Fil MIG [mm] ............................................................ 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
Baguettes TIG [mm] ....................................................... 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
30
ML 5554
AlMg2,7Mn
Si ........................................................................................................... < 0,25
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,10
Mn .................................................................................................... 0,50-1,00
Mg .................................................................................................... 2,40-3,00
Cr ...................................................................................................... 0,05-0,20
Zn ........................................................................................................... < 0,25
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ...................................................................................................... 0,05-0,20
Others .................................................................................................... < 0,05
Others total ............................................................................................ < 0,15
Classification
EN ISO 18273 ............................................................ S Al 5554 (AlMg2,7Mn)
Material No. .......................................................................................... 3.3538
AWS A 5-10 ....................................................................................... ER 5554
Base materials
See page 12.
Remarks
This alloy was developed for applications at high temperatures and for resistance
against intergranular corrosion. Joining of the base metal 5454 with alloys of the
6000 range is possible. The weld metal is sea water resistant. Consider the
technological application reference.
Physical properties
of pure weld metal
(Approx. values)
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 17
Welding position
PA, PB, PC, PF
Shielding gas
Polarity
MIG =+, TIG ~
Approvals
on request
Dimensions Ø
MIG-wires [mm] ....................................................... 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
TIG-rods [mm] ................................................................ 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Wire packagings
S 200 / 2 kg .................................................................... 4 spools = 8 kg (box)
Rod packagings
31
ML 5754
AlMg3
Si ........................................................................................................... < 0,40
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,10
Mn ......................................................................................................... < 0,50
Mg .................................................................................................... 2,60-3,60
Cr ........................................................................................................... < 0,30
Zn ........................................................................................................... < 0,20
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Total, autres ........................................................................................... < 0,15
Désignation
par les normes
EN ISO 18273 .................................................................... S Al 5754 (AlMg3)
Matériel Nr. ........................................................................................... 3.3536
Matériaux de base
Voir page 12.
Remarques
Les pièces soudées résistent à la corrosion de l’eau de mer. Pour des soudures
de couleur approchante sur des matériaux de base oxydables par anodisation.
Voir aussi les conseils techniques.
Valeurs mécaniques
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 20
Position de soudure
PA, PB, PC, PF
Gaz de protection
Polarisation
MIG =+, TIG ~
Homologations
Sur demande
Dimensions Ø
Fil MIG [mm] ............................................................ 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
Baguettes TIG [mm] ....................................................... 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
32
ML 5754
AlMg3
Si ........................................................................................................... < 0,40
Fe .......................................................................................................... < 0,40
Cu .......................................................................................................... < 0,10
Mn ......................................................................................................... < 0,50
Mg .................................................................................................... 2,60-3,60
Cr ........................................................................................................... < 0,30
Zn ........................................................................................................... < 0,20
Be ...................................................................................................... < 0,0003
Ti ............................................................................................................ < 0,15
Others .................................................................................................... < 0,05
Others total ............................................................................................ < 0,15
Classification
EN ISO 18273 .................................................................... S Al 5754 (AlMg3)
Material No. .......................................................................................... 3.3536
Base materials
See page 12.
Remarks
The weld metal is sea water resistant. Suitable for anodizing when matching
colours are required.
Physical properties
of pure weld metal
(Approx. values)
Elongation A5 (L0=5d0) [%] ........................................................................... 20
Welding position
PA, PB, PC, PF
Shielding gas
Polarity
MIG =+, TIG ~
Approvals
on request
Dimensions Ø
MIG-wires [mm] ....................................................... 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4
TIG-rods [mm] ................................................................ 1,6; 2,0; 2,4; 3,2; 4,0
Wire packagings
S 200 / 2 kg .................................................................... 4 spools = 8 kg (box)
Rod packagings
33
Conseils techniques d‘utilisation
Guide d’application pour le soudage à l’arc en atmosphère protégé de l’aluminium
L’utilisation de l’aluminium et les alliages d’aluminium augmente sans cesse et les coûts d’énergie rendent la construction
légère de plus en plus économique. Dans les entreprises de construction, cela résulte en une conversion de l’acier pour
l’aluminium ou les font choisir de travailler directement avec l’aluminium.
Comme les processus de production et les concepts diffèrent très peu de ceux de l’acier, des erreurs fondamentales sont
trop souvent faites lors de la transformation. En réalité, de nombreuses caractéristiques de l’aluminium sont complètement
différentes de celles de l’acier et la connaissance de celles-ci pour un usinage sûr est absolument nécessaire.
Propriétés physiques de l’aluminium chimiquement pur (comparé à l’acier)
Propriétés
Unité de mesure
Al
Fe
Rapport
Poids atomique
[g/Mol]
26,98
55,84
≈ 1 pour 2
Cristaux
Centrage cubique de surface
Centrage cubique en relief
Densité
[g/cm3]
2,70
7,87
≈ 1 pour 3
Elasticité
[Gpa]
67
210
≈ 1 pour 3
Coefficient de traction
[1/K]
24 • 10-6
12 • 10-6
≈ 2 pour 1
Rp0,2
[MPa]
≈ 10
≈ 100
≈ 1 pour 10
Traction Rm
[MPa/]
≈ 50
≈ 200
≈ 1 pour 4
Chaleur spécifique
[J/kg•K]
≈ 890
≈ 460
≈ 2 pour 1
Chaleur de fusion
[J/g]
≈ 390
≈ 272
≈ 1,5 pour 1
Temp. de fusion
[°C]
660
1536
≈ 1 pour 2,5
Conductivité thermique
[W/m•K]
235
75
≈ 3 pour 1
Conductivité électrique
[m/Ω•mm2]
38
≈ 10
≈ 4 pour 1
Oxyde
Al2O3
FeO / Fe2O3 / Fe3O4
Température de fusion de l’oxyde
[°C]
2050
1400 / 1455 / 1600
Autant que l‘acier pour le Fe
3 fois plus pour l‘Al
Densité de l’oxyde
[g/cm3]
3,89
5,7 / 5,24 / ≈ 5,0
Les oxydes de fer sont plus
légers que le métal; les oxydes
d’Al sont plus lourds
Tableau: Propriétés physiques de l’aluminium comparé à l’acier
Effets des différences entre les propriétés physiques de l’acier et de l’aluminium sur
la soudure par fusion
La différence de densité, élasticité et de force est peu pertinente pour la soudure mais l’est très certainement pour l’étude
de structures.
La forte conductivité électrique de l’aluminium peut causer des problèmes d’allumage, la forte conductivité de chaleur à
un manque de fusion au début de la soudure et à une chaleur de soudage avançant. Ces aspects sont évoqués dans cet
article. La forte conductivité thermique peut également causer une surchauffe des joints et des déviations dimensionnelles
34
qui demandent une conception plus stable et probablement un refroidissement complémentaire pour ces machines.
Généralement, une conductivité thermique élevée et un fort coefficient d’expansion créent plus de déviation que l’acier et
ce facteur doit être pris en compte dans le design et la construction de joints de soudures.
La couche d’oxydes et la solubilité d’hydrogène doivent faire l’objet d’une attention très particulière.
Couche d’oxyde
Quand l’aluminium est exposé à l’atmosphère, une couche d’oxyde qui consiste fondamentalement en Al2O3 en deux
couches partielles l’une sur l’autre se forme immédiatement, à savoir
• une couche de base ou de barrière, quasiment dénuée de porosité, d’oxyde d’aluminium amorphe
• une couche de couverture poreuse et hydratée avec un bas contenu de cristallin d’hydroxydes d’aluminium et de bayerite.
L’épaisseur de la couche d’oxydes augmente avec le temps, la température et la disponibilité d’oxygène. Même une
couche d’oxyde très mince qui présente une température de fusion de 2300° C et protège la surface d’aluminium d’une
corrosion continue peut être poreuse et absorber de l’humidité.
L’état de la surface lors du soudage MIG et TIG influence
•
•
•
•
•
•
La stabilité de l’arc (la présence d’oxyde d’aluminium est nécessaire pour un arc stable)
La géométrie du point focal de l’arc
La baisse de tension dans l’arc et de ce fait de la longueur de l’arc
La géométrie de la soudure
La qualité de la soudure
La capacité de reproduction du processus surtout pour la soudure automatique
En raison de l’épaisseur extrêmement fine, en nanomètres, de la couche d’oxyde, il est difficile de la mesurer dans la pratique.
35
Souvent, il ne reste que la possibilité d’éliminer entièrement la couche d’oxyde par des méthodes chimiques (décapage) et
d’obtenir une épaisseur définie par un stockage à des conditions temporelles et d’environnement contrôlées.
Il faut d’ailleurs remarquer que la densité de l’oxyde d’aluminium par rapport au métal est plus élevée. En ce qui concerne
l’acier, les oxydes ont un poids inférieur à celui du métal et pour cette raison ils flottent à la surface lors de la fonte. Les
oxydes d’aluminium, par contre, descendent dans le bain et peuvent causer des inclusions d’oxydes.
Solubilité d’hydrogène
Parmi tous les gaz, seul l’hydrogène peut se dissoudre dans l’aluminium. La quantité est toutefois basse comparée à la
solubilité des gaz dans les alliages d’acier.
La solubilité d’hydrogène dans l’aluminium dépend du contenu des alliages et de la température. La quantité dissoute
dépend ensuite de la disponibilité d’hydrogène qui est généralement donnée en pression partielle et indiquée en millimètres
du gaz dissout par 100 grammes de métal. (1013 mbar et 0° C ; 1 ppm = 1,1124 ml/100 g).
Etant donné que la solubilité de l’aluminium descend brusquement à une température d’environ 600° C lors du refroidissement,
cela crée souvent de la porosité due à des bulles de gaz gelées. Avec l’aluminium pur, la tendance à la porosité est très
importante alors qu’elle est faible avec les alliages. Ceci est dû à un moindre degré de solubilité de l’hydrogène.
De ce fait, la présence de porosité lors du
soudage MIG d’aluminium est quasiment
inévitable.
Les pores ont une implication négative
sur la force statique et dynamique des
joints soudés et peuvent déranger de
toute façon. L’usinage de la surface
ouvre les pores qui n’ont pas un bel
aspect et peuvent réduire l’adhésion des
peintures.
Les inspecteurs des travaux ont des
difficultés à déterminer le niveau de
porosité acceptable et les producteurs
autant que les clients considèrent
simplement que c’est du mauvais travail.
Image : Solubilité de l’hydrogène dans l’aluminium et l’acier
La solution de base est de tenir le niveau d’hydrogène aussi bas que possible. Un taux d’hydrogène d’environ 0,2 à
0,3 ml/100 g est généralement considéré comme le niveau maximum autorisé pour une faible porosité. Ce niveau est
dépassé assez fréquemment en pratique. Des sources d’hydrogène sont le matériel de base, le matériel d’apport, le gaz
inerte et l’atmosphère. La règle la plus importante est de respecter des conditions de stockage et de production propres,
la préparation des surfaces et la prévention de toutes les autres sources d’hydrogène.
36
Traitement de surface avant soudage
En raison des circonstances mentionnées ci-dessus, le traitement des métaux de base et les métaux d’apport joue un
rôle plus important que pour, par exemple, l’acier. Une question sur le nettoyage avant le soudage ne peut avoir qu’une
réponse: Si l’objectif est des soudures constantes avec une basse porosité et une résistance élevée, alors, un nettoyage
méticuleux selon des procédures testées, fermes et reproductibles est nécessaire. Nous avons rassemblé quelques règles
de base pour le stockage, le nettoyage, la préparation des joints et le soudage.
Le stockage et la manipulation
Matériaux de base
Le feuilles et les profilés doivent être stockés verticalement et à une distance suffisante afin de maintenir une circulation
d’air et de prévenir le contact l’un avec l’autre. L’emplacement du stock doit être couvert et de préférence chauffé avec une
température constante. Une hygrométrie contrôlée serait une option positive.
Matériaux d’apport
Un local de stockage chauffé avec une température constante et si possible, une hygrométrie contrôlée sont aussi d’une
grande importance. Avant soudage, les matériaux doivent être stockés pendant au moins 24 h dans le même environnement
que les matériaux de base sans ouvrir l’emballage afin d’arriver à la même température. Une protection contre la poussière
et autres pollutions doit être assurée à tout moment.
Condensation
Les influences de l’humidité et de la température atmosphérique saisonnière peuvent altérer les conditions de production
d’une façon déterminante. La surface de l’aluminium peut condenser de la même manière que l’humidité apparaît sur un
verre à bière froid. Les paramètres impliqués sont les écarts de température entre le métal et l’air ainsi que l’humidité relative
de l’air. Dans le tableau suivant, des exemples de points de rosée à différentes températures et d’humidité sont données.
(Tair – Tmétal)°
Humidité relative
(Tair – Tmétal)°
Humidité relative
°C
%
°C
%
0
100
12
44
1
93
13
41
2
87
14
38
3
81
15
36
4
75
16
34
5*
70*
18
30
6
66
20
26
7
61
22
23
8
57
24
21
9
53
26
18
10
50
28
16
11
48
30
14
Tableau : Condensation de l’eau liée à la différence de température du métal et de l’air
* Exemple: A une humidité relative de l’air de 70%, l’humidité de la surface du métal condense à une différence de température de seulement 5°C.
L’apparition de condensation doit absolument être évitée.
37
La préparation des soudures
La découpe plasma
L’attention doit être portée sur un arc le plus concentré possible et sur un apport de chaleur bas. Avec les alliages des
groupes 2XXX, 6XXX et 7XXX très particulièrement, il pourrait y avoir des formations de fissures dans les zones à influence
calorifiques ce qui nécessiterait un ébavurage de jusqu’à 3 mm et plus du bord de découpe. Les alliages des groupes
1XXX, 3XXX et 5XXX par contre, peuvent généralement être soudés sans traitement ultérieur.
Traitement mécanique
En principe, l’usinage, le fraisage et d’autres procédés d’élimination de copeaux sont préférables. Toutefois, les produits
huileux ou de refroidissement ne doivent pas être utilisés et les outils doivent avoir des bords bien tranchants. Pour
le sciage et le polissage, uniquement des produits recommandés par les fournisseurs spécifiquement pour l’aluminium
doivent être utilisés.
Pour le brossage, veiller à utiliser une brosse en acier inoxydable afin d’éviter des inclusions de carbones d’acier dans le
métal de base. Le diamètre des poils de brosse doit se situer entre 0,1 et 0,25 mm pour les alliages mous et entre 0,25
et 0,4 mm pour les alliages plus durs. Le bout des poils de brosse trop fins se plie souvent et n’enlève plus vraiment les
pollutions mais les étalent encore plus. Des poils trop gros peuvent rayer le métal. Des points similaires sont à respecter
lors d’un nettoyage par sablage. Le choix de la sableuse doit être déterminé avec le fabricant. La sortie d’air des outils à
air comprimé doit se faire à l’arrière afin d’éviter toute contamination d’huile sur la surface.
Nettoyage chimique
Le nettoyage des pièces à assembler doit être effectué dans un laps de temps le plus proche possible du moment de
soudage. Les méthodes de nettoyage possibles sont le décapage dans des solutions alcalines ou l’utilisation de solvants
à base d’hydrocarbures (alcool, acétone). Le décapage est à préférer malgré un coût élevé. L’utilisation de solvants est
dans beaucoup de cas à proscrire pour des raisons de protection du travail car sous l’effet de l’arc, les résidus des solvants
peuvent se transformer en gaz et vapeurs nuisibles à la santé.
Le soudage d’aluminium sous gaz protecteur
Généralités
Le soudage d’aluminium se fait principalement avec le procédé de fusion par arc électrique avec fil fusible en atmosphère
neutre appelé MIG (Metal Inert Gas). A côté du procédé MIG, le soudage par arc électrique avec une électrode en tungstène
en atmosphère inerte et métal d’apport appelé TIG (Tungsten Inert Gas), est utilisé pour les constructions en tôle mince
d’une épaisseur inférieure à 2 mm. Toutefois, l’évolution des générateurs de courant MIG avec courants pulsés permet
également le soudage sur tôles minces.
Dans le procédé MIG, le fil sert d’électrode et de métal d’apport. Le fil de la bobine se déroule automatiquement jusqu’au
pistolet de soudage au fur et à mesure de sa consommation. La source de courant est continue et assure le décapage et
la fusion du fil. La pièce est reliée au pôle négatif.
Dans le procédé TIG, l’arc électrique se produit entre une électrode en tungstène et la pièce. Le métal d’apport tenu à la
main nourrit le bain de fusion. La source de courant est alternative. Les deux procédés MIG et TIG sont regroupés sous le
sigle MSG (Metal Shielding Gas).
38
Tandis que le soudage MIG est facilement automatisable (robots), ceci n’est possible avec le TIG que dans des conditions
spéciales. Cette raison ainsi que la capacité de pénétration plus élevée font que le soudage Mig sera de plus en plus
utilisé.
Matériaux d’apport
Lors de l’assemblage d’aluminium par soudage, les matériaux d’apport sont en principe de la même nuance ou similaires.
Le tableau de sélection de matériaux de base et d’apport dans ce catalogue peut être utile pour le choix du métal d’apport.
Ce tableau ne peut toutefois pas prendre en considération toutes les particularités constructives et métallurgiques et la
densité du matériau de base. Ainsi, dans beaucoup de cas, les propres observations et essais doivent être pris en compte
avant un lancement de production.
Soudage MIG
Les matériaux d’apport MIG WELD sont très propres suite à un traitement de surface spécial. Dans le soudage MIG, le fil
sert de métal d’apport et d‘électrode. Un système automatique permet de faire avancer le fil de la bobine dans une gaine
vers le tube contact situé près de l’arc électrique. MIG WELD a particulièrement optimisé le glissement et la propreté du fil
pour garantir un déroulement sans encombres avec peu de résistance dans la gaine et un processus d’allumage stable et
reproductible. Un effet secondaire très agréable de la propreté de la surface du fil est la clairement moindre formation de
fumée qui peut se produire quand les impuretés de la surface du fil se consument. Les soudures faites avec le fil de Mig
Weld se distinguent par le moins possible de porosité et une résistance élevée.
La basse formation de fumée a été
mesurée par L’Institut de la Sécurité de
Travail à St. Augustin avec des fils de
l’alliage AlSi5 Ø 1,2 mm comparés à des
produits concurrents.
L’installation d’alimentation du fil doit
être équipée pour l’aluminium selon les
instructions du fabricant de la machine.
Ceci concerne la nature des galets,
l’utilisation de gaines en matières
synthétiques et le choix des buses de
contact.
Image: Comparaison de développement de fumée
Par rapport au fil en acier, le diamètre intérieur des buses de contact doit être plus gros. Par exemple, un diamètre de
perçage de 1,6 mm de la buse de contact convient à un diamètre de fil de 1,2 mm. Il faut absolument faire attention à ce
que le fil ne frotte à aucun endroit et que sa surface ne soit pas endommagée pendant le trajet de la bobine jusqu’à l’arc
électrique.
Il faut également noter que le fil d’aluminium pur et les alliages d’aluminium - silicium sont plus mous que les alliages
d’aluminium – magnésium et doivent être utilisés exclusivement avec des systèmes d’avancement de fil poussé et des
gaines plus courtes. La longueur de la gaine ne doit pas dépasser les 3 m alors que pour les alliages AlMg la longueur peut
atteindre 4 m. Pour les procédés mécaniques et automatiques (robots et automates) les gaines ne doivent pas dépasser
1,5 à 2 m et dans l’intérêt d’un déroulement sans dérangement il est recommandé d’utiliser des systèmes d’avancement
de fil tiré (entraînement du fil dans la torche) ou un système combiné (Push-Pull).
39
Dévidage du fil
Les systèmes de dévidage du fil pour les installations de soudage sous gaz protecteur étaient d’abord développés pour
l’acier de même que la plupart des autres conditions de soudage dérivées de l’acier. Les fils d’acier présentent généralement
un bon glissement et une forte rigidité. Ceci n’est pas vrai pour l’aluminium. De ce fait, le dévidage du fil mou AlSi5 et les
alliages d’aluminium pur est très difficile. Le fil d’aluminium ne doit en aucun cas être tiré car cela cause un effet de freinage
auto amplifiant.
Avec les bobines de 7 kg (B300 ou S300), en utilisant les systèmes d’alimentation de fil, il n’est à peine nécessaire de
tirer le fil par une gaine alors qu’il le faut souvent avec les gros emballages. Afin de surmonter ce problème; des systèmes
de dévidage poussé « push-push » ont été développés les dernières années. Avec de tels systèmes, soit la bobine est
elle-même engagée et le fil est guidé directement dans le dévidoir ou le fil sort directement d’un fût. Dans les deux cas,
des gaines extrêmement courtes et droites sont utilisées. L’unité de dévidage placée directement après le contenant de fil
pousse le fil par la gaine (Push). Une deuxième unité de dévidage se trouve juste avant la torche et régule la vitesse de
dévidage nécessaire au processus. Celle-ci pousse le fil sur les derniers centimètres jusqu’au tube contact. (Push).
Le dévidage des bobines B-400 40 kg, nécessite l’utilisation de dévidoirs spécifiques. Pour les fûts, cela est inutile. Toutefois, il faut veiller à ce qu’il y ait une distance la plus courte possible du fût au système d’alimentation du fil (voir photo).
Pour certains alliages, il peut s’avérer utile d’équiper le couvercle d’un tourniquet
et de mettre des billes dans le fût pour éviter que le fil se soulève.
Image : Fût avec tourniquet et billes en bois
Ignition de l’arc
L’aluminium présente une meilleure conductivité électrique
que l’acier. De ce fait, il est difficile de chauffer le fil selon
la règle de Ohm (I2*R) pendant un court-circuit pour ioniser
le gaz protecteur et allumer l’arc. En plus, la surface est
couverte d’une couche d’oxyde d’aluminium dure et
isolante, qui doit être cassée juste avant le court-circuit.
Ce problème d’ignition de l’arc pourrait être partiellement
surmonté avec une source conventionnelle avec des
bobines de réactance. Grâce au développement des
sources de courant électroniques, il est devenu possible
de laisser monter le courant d’ignition suffisamment vite
et de revenir ensuite rapidement aux paramètres de
processus.
Image: Exemple de cellule robotique
40
Depuis quelques années, l’ignition de l’arc peut se faire au moyen d’un dévidage rétractable. Avec ce système, le fil est
avancé lentement vers la pièce à souder jusqu’à ce qu’un court-circuit apparaisse. A ce moment, le fil est retiré quelques
millimètres et un arc à bas rendement s’allume. Ensuite, l’arc est vite amené aux paramètres de processus souhaités.
Ainsi, s’ouvre la possibilité d’allumer l’arc MIG sans éclaboussures et dans un laps de temps réduit. Cette méthode
d’ignition de l’arc est toutefois dépendante de la proximité du tube contact du dévidage du fil afin de maintenir le fil aussi
droit que possible. Cela peut nécessiter une torche plus lourde et grosse avec des désavantages aussi bien pour les
applications semi-automatiques qu’automatiques.
Peu ou pas assez de fusion en début et de fin de cordon
En raison de la haute conductivité de l’aluminium, il est très difficile d’apporter assez de chaleur pour fondre le métal de
base après l’ignition de l’arc. Ensuite, le flot de chaleur dans la pièce de base est plus rapide que la vitesse de soudure
et les conditions sont défavorables pour un bon remplissage de cratère en fin de cordon. De ce fait, des programmes de
contrôle de courant ont été intégrés par les fabricants de générateurs de courant. Un courant plus fort est fourni au début
et un courant plus faible en fin de cordon. Cela apporte clairement une amélioration. Toutefois, le manque de fusion, la
porosité et les fissures de cratères de fin de cordon ne sont pas entièrement évités. Avec le soudage MIG, un courant plus
élevé est toujours lié à une quantité de fil plus élevée (vitesse de dévidage du fil) et une quantité moindre en fin de cratère.
C’est tout le contraire qui serait requis.
Si possible, les points suivants doivent être effectués:
•
•
•
•
Utilisation de tôles de démarrage et de sortie
Début et fin de cordon dans le métal de base
Pré-chauffage
Des outils de soudure bien refroidis
Image: Programme de courant électrique avec une tension de début plus forte et réduite en fin de soudage
Dépôt noir sur et à côté de la soudure
Pour de nombreuses applications (Palettes pour l’industrie chimique et alimentaire, échelles, échafaudages), le dépôt noir
dérange. Bien que relativement facile à éliminer à l’aide d’une brosse, cela demande des opérations supplémentaires qui,
dans beaucoup de cas, ne peuvent s’effectuer que manuellement.
Le dépôt provient de l’évaporation et des retombées d’oxyde de magnésium. Le magnésium est un élément d’alliage de
l’aluminium qui augmente considérablement sa résistance et qui est souvent indispensable.
L’oxyde de magnésium est surtout connu sous une forme blanche. Une analyse EDS écarte néanmoins tout doute qu’il
s’agit bien de MgO qui, en dehors de son apparence blanche peut également se présenter dans des couleurs comme gris,
jaune, brun jusqu’au noir.
41
Image: Analyse EDS du dépôt noir
Les solutions suivantes existent afin de réduire la formation de MgO:
• Utilisation d’électrodes avec peu ou sans magnésium (AlMg3, AlSi5)
• Des paramètres pulsés optimisés pour une évaporation de métaux minimum
• Eviter un mauvais accès et une mauvaise position de soudage
• Une protection de gaz suffisante afin de tenir la teneur d’oxygène au plus bas
Spécificités du soudage sous gaz protecteur
Soudage MIG
Frottement sur bords métalliques
Il faut s’assurer que le fil ne glisse pas sur des bords durs ou métalliques lors
du transport de la bobine jusqu’au tube contact, ce qui l’endommagerait. Sur
les images suivantes, des exemples de points critiques sont schématiquement
présentés. Les tubes de guidage et les buses près des galets sont souvent mal
ajustés, ont un diamètre trop faible ou un éclat. La même chose est valable pour
les pointes de contact qui dans beaucoup de cas ne sont pas adaptées aux fils
mous. Pour l’aluminium, le diamètre du tube contact doit être d’environ 0,2 mm
plus large que pour l’acier. Les tubes contact pour l‘acier sont généralement de
0,15 à 0,2 mm plus gros que le diamètre du fil ce qui signifie que pour l’aluminium,
le diamètre du tube contact doit être entre 0,35 et 0,4 mm supérieur à celui du fil.
Image: Système de dévidage mal ajusté
42
Galets inadaptés
Les galets pour le fil en aluminium doivent être conçus spécialement
pour l’aluminium. Une forme à rainure semi-ronde ou des formes
similaires sont proposées.
Image: Frottement à la buse de contact
L’image présente des erreurs courantes liées aux galets. La force de pression des
galets doit être aussi basse que possible. En cas de problème de dévidage, celleci ne doit en aucun cas être augmentée mais la raison des problèmes doit être
recherchée et éliminée.
Image: Galets non adaptés
Humidité et défaut d’étanchéité des gaines à gaz
Il est souvent constaté que les raisons de la porosité due à l’hydrogène sont à
trouver dans l’état de la gaine à gaz. Ainsi, il arrive que les gaines à gaz et à eau
soient inverties et l’eau arrive dans la gaine à gaz. En principe, les gaines à gaz
doivent être changées complètement après un tel incident car un séchage total
n’est pas possible. Un matériel de gainage poreux et inadapté constitue une
autre raison d’absorption d’humidité.
Selon la loi de Fick s’il y a une pression partielle intérieure des composants plus faible qu’à l’extérieur, les gaz se diffusent
même dans les matières qui semblent denses. L’humidité extérieure se diffuse ainsi à travers une gaine si à l’intérieur, il y a
un gaz protecteur sec. Cet effet ne peut être contre-carré qu’en utilisant des gaines courtes, épaisses et peu perméables.
Pollution
Les systèmes de dévidage et très particulièrement toutes les pièces qui entrent en contact avec le fil doivent rester très
propres. L’utilisation d’huiles et de sprays de soudage est à proscrire. Les bobines de fil doivent toujours être couvertes et
protégées de la poussière et de l’humidité.
Frottement dans le système de dévidage
En principe, l’aluminium a de mauvais caractéristiques de glissement. Lors du soudage MIG, il est néanmoins nécessaire
de passer le fil par plusieurs mètres de gaines. La matière des gaines a donc une grande importance. Quand les manettes
de blocage des galets sont ouvertes, il doit être possible de pousser le fil à travers tout le système de dévidage en le
tenant avec deux doigts et en apportant une force modérée. Les générateurs de courant modernes mesurent le courant
du moteur de dévidage et fournissent de bons renseignements sur le frottement dans le système de dévidage. Le courant
doit se situer à peine au-dessus de la valeur à vide et doit être vérifié régulièrement.
Arc trop long
Le réglage d’un arc trop long cause souvent une absorption de grosses quantités d’atmosphère dans l’arc. Il en résulte de la
porosité et des inclusions d’oxydes. Ainsi, les paramètres de soudure doivent être optimisés de façon à obtenir un arc le plus
court possible. Cela demande souvent beaucoup d’expérience et l’assistance du fabricant de l’installation de soudage.
43
Soudage TIG
Lors du soudage TIG, il faut veiller à ce que les emballages de baguettes entamés soient toujours fermés et protégés de
l’humidité et de la poussière. Il est par exemple judicieux de ne prendre que la quantité de baguettes dont on aura besoin
pour la soudure dans les heures à venir. La baguette ne doit pas être avancée avec la main nue mais avec des gants
propres. Il faut veiller à ce que le bout de la baguette reste dans le flux de gaz protecteur de la torche jusqu’à ce qu’elle
soit suffisamment refroidie afin d’éviter une oxydation excessive.
Pré-chauffage et température intermédiaire
Le pré-chauffage peut être utilisé pour les raisons suivantes :
• Afin d’écarter l’humidité avant le soudage, p.ex. lors du soudage de chantier de constructions
• Afin d’éviter les irrégularités d’un démarrage à froid
• Afin d’arriver à un équilibre de chaleur lors du soudage de pièces d’épaisseurs très différentes
• Afin de réduire les effets du refroidissement lors du soudage de pièces épaisses.
La durée du pré-chauffage doit être la plus brève possible pour prévenir des effets désavantageux. Une température
de pré-chauffage trop élevée peut avoir une influence négative sur la résistance du joint. Il est possible de réduire la
température de pré-chauffage en utilisant un mélange d’argon-hélium ou de l’hélium au lieu d’argon ou, dans certains cas,
le pré-chauffage peut être complètement exclu.
Métal de base
Température de pré-chauffage maximale
[°C]
Température intermédiaire maximale
[°C]
Alliages non-durcissants
(1xxx, 3xxx, 5xxx, AlSi, AlMg)
120
120
Alliages durcissants
(6xxx, AlSiMg, AlSiCu)
120
100
7xxx
100
80
La température intermédiaire doit être surveillée pour les raisons suivantes :
• Afin de prévenir une réduction des caractéristiques mécaniques dues à une surchauffe
• Afin de diminuer la taille de la zone ramollie dans la zone chauffée
• Afin de réduire la précipitation p. ex. de survieillissement dans la zone chauffée
Il est recommandé de ne pas laisser la température de liaison au début de chaque couche de soudure dépasser les valeurs
indiquées dans le tableau.
Anodisation
Lors de l’anodisation, une décoloration de la soudure par rapport au matériel de base peut survenir. Le silicium donne des
soudures allant du gris au noir et le manganèse donne une coloration légèrement jaune. De ce fait, seulement les alliages
AlMg3, AlMg5 ainsi que les alliages d’aluminium pur tels que Al99,7 et Al99,7Ti doivent être utilisés pour l’anodisation. Il faut
veiller à utiliser un consommables d’un alliage le plus proche possible de celui du matériel de base. Pour les applications
sensibles à la couleur, il est fortement recommandé d’effectuer un test de chaque lot avant la production.
44
Défaut de cordons de soudure et prévention
Défaut
Raisons principales
Prévention et actions correctrices
Porosité
Consommable souillé.
Humidité sur la surface du consommable.
Amélioration de la propreté du consommable et
l’environnement. Souder au-dessus du point de rosée.
Zone de soudure polluée.
Humidité sur la surface du joint.
Nettoyer et sécher la zone de soudage, p.ex.
préchauffer. S’assurer que la matière de base a la
température ambiante.
Mauvaises positions.
Utiliser les positions PA, PB et PF si possible.
Temps de dégazage trop court.
Augmenter l’apport de chaleur et/ou pré-chauffer.
Modification de la préparation du cordon.
Gaz de protection impur suite à une fuite du système Elimination de la fuite.
de refroidissement ou d’apport de gaz.
Gaz de protection impur suite à une intrusion Utiliser des gaz en conformité avec la norme EN
d’humidité. Qualité de gaines non adaptée.
439. S’assurer de la qualité de gaine adaptée.
Remplacement des gaines vieillies et poreuses et
utiliser des gaines les plus courtes possible.
Flux de gaz non laminaire en raison d’un flux trop Optimiser l’arrivée de gaz. Empêcher les courants
élevé ou trop bas ou d’un courant d’air.
d’air.
Tension d’arc trop élevée.
Optimiser la tension d’arc.
Angle de torche trop petit.
Utiliser le bon angle de torche.
Formation d’oxydes dans l’arc ou dans le bain de
fusion par l’absorption d’oxygène suite à un flux de
gaz interrompu ou insuffisant.
Nettoyage insuffisant de la zone de soudure et/ou le
chanfrein.
Surcharge d’oxygène dans la flamme de pré-chauffage.
Mauvaise manipulation de la baguette lors du soudage
TIG.
Caractères de solidification du bain de soudure.
Voir Porosité. Optimiser le réglage du flux de gaz,
éviter les courants d’air.
Inclusion de Tungstène
Inclusions de tungstène en raison d’un courant
surpuissant et pénétration dans le bain de soudure.
Diminuer la puissance du courant ou choix d’un
diamètre d’électrode plus gros. Ne pas plonger le bout
de l’électrode de tungstène dans le bain de soudure.
Inclusions de cuivre
Inclusions de cuivre lors du soudage MIG suite à une
surchauffe.
Choix d’un chalumeau et un tube contact adaptés à la
puissance du courant.
Absorption de cuivre du support.
Remplacement de la sécurité du bain de soudure de
cuivre par de l’inox, de l’aluminium ou de la céramique.
Inclusions d’oxydes
Fissures
S’assurer que la zone de soudure et les chanfreins
sont propres.
Optimisation de la flamme.
Ne pas sortir le bout de la baguette de la zone de gaz
protecteur.
Choix des consommables afin d’assurer une soudabilité optimale. Poser la fin de cordon sur la tôle de
sortie ou travailler avec un programme de remplissage
des cratères.
Tension intérieure.
Choix d’une suite de soudure qui diminue les tensions
et distorsions.
Refonte de composants avec un point de fusion faible Réduction de l’apport thermique et de la température
qui se séparent à la limite de la granulation dans la inter passes. Diminution de la tendance à fissurer par
zone de chauffe.
l’utilisation d’une technique de passe unique. Diminution de la tension intérieure. Choix d’un consommable
adapté (par ex. 4xxx).
45
Application Reference
Application reference to gas shielded arc welding of aluminium
The use of aluminium and its alloys steadily increases an increasing costs of energy make lightweight design more
economical than ever. As a consequence, constructors switch from steel to aluminium and new manufacturers immediately
start with aluminium.
As production processes and applied terminology often differ only slightly from steel, basic mistakes are commonly made.
As a matter of fact, many properties of aluminium are just opposite to steel and knowledge about these is essential for safe
manufacturing.
Physical properties of chemically clean aluminium (compared to iron)
Properties
Unit
Al
Fe
Relation
Atomic weight
[g/Mol]
26,98
55,84
≈ 1 against 2
Crystal lattice
cubically face-centred
cubically body-centred
Density
[g/cm3]
2,70
7,87
≈ 1 against 3
Elasticity
[Gpa]
67
210
≈ 1 against 3
Expansion coefficient
[1/K]
24 • 10-6
12 • 10-6
≈ 2 against 1
Rp0,2
[MPa]
≈ 10
≈ 100
≈ 1 against 10
Tensile strength Rm
[MPa/]
≈ 50
≈ 200
≈ 1 against 4
Specific heat
[J/kg•K]
≈ 890
≈ 460
≈ 2 against 1
Heat of fusion
[J/g]
≈ 390
≈ 272
≈ 1,5 against 1
Melting temperature
[°C]
660
1536
≈ 1 against 2,5
Heat conductivity
[W/m•K]
235
75
≈ 3 against 1
Electrical conductivity
[m/Ω•mm2]
38
≈ 10
≈ 4 against 1
Oxides
Al2O3
FeO / Fe2O3 / Fe3O4
Melting temperature of oxides
[°C]
2050
1400 / 1455 / 1600
Fe similar to metal; Al three
times as much
Density of oxides
[g/cm3]
3,89
5,7 / 5,24 / ≈ 5,0
Iron oxides are lighter than
metal; Al oxides are heavier
Table: Physical properties of aluminium compared to iron
Effects of the differences between the physical properties of steel to aluminium on
fusion welding
The differences in density, modulus of elasticity and strength are hardly relevant for welding but most certainly for the
design of structures.
The high electrical conductivity of aluminium may lead to arc striking problems and the high thermal conductivity to a lack
of fusion at the beginning of the weld and to forward moving welding heat. These aspects are discussed in this article. The
high heat conductivity may also lead to overheating of fixtures and to dimensional deviations, which require a more stable
46
design, and probably additional cooling of such devices. In general high heat conductivity and a high coefficient of expansion
give more deviation than compared to steel and must be considered in design and in the construction of welding fixtures.
Special attention has to be paid to the oxide layer and to the solubility of hydrogen.
Oxide layer
When exposed to the atmosphere, aluminium immediately forms an oxide layer, which basically consists of amorphous
Al2O3 in two partial layers on top of each other, namely
• a nearly pore free base- or barrier layer of amorphous aluminium oxide and
• a porous and hydrated cover layer with low crystalline contents of Al-hydroxides and bayerite.
Figure: Schematic structure of a natural oxide layer
The thickness of the oxide layer increases with time, temperature and availability of oxygen. Even though the oxide layer
is very tight, has a melting temperature of 2300° C and protects the aluminium surface from further corrosion, it can also
be porous and pick up humidity.
The surface condition of aluminium influences MIG and TIG welding in the following aspects:
• The arc stability (a stable arc requires the presence of aluminium oxide)
• The geometry of the arc focal point
• The voltage drop in the arc and therefore the arc length
• The geometry of the weld
• The quality of the weld
• The reproducibility of the process in particular with automatic welding
Due to the extremely small thickness within few nanometres of the oxide layer, it is hardly measurable under practical
47
conditions. Hence, the only remaining possibility to obtain a defined oxide layer is to remove the old layer completely by
chemical processes (pickling) and by storing under controlled conditions (environment and time).
Further remarkable is the fact that the density of aluminium oxide in comparison to the metal itself is higher. With iron (steel)
the oxides have a lower weight than the metal and therefore float on the surface of the molten pool. With aluminium the
oxide sinks into the molten metal and may cause oxide inclusions.
Solubility of hydrogen
Amongst all gases only hydrogen can be solved in aluminium. Compared to the solubility of gases in iron alloys, however,
the quantity is rather low.
The solubility of hydrogen in aluminium depends on the content of alloys and on the temperature. The solved quantity
furthermore depends on the availability of hydrogen, which is usually given as the partial pressure and indicated in millilitres
of the solved gas per 100 grams of metal. (1013 mbar and 0° C, 1ppm = 1.1124 ml/100 g).
As the solubility of hydrogen in aluminium suddenly decreases at a temperature of approximately 600° C during cooling,
it often comes to porosity caused by frozen gas bubbles. With pure aluminium the tendency to porosity is most serious,
whereas it is lower with alloys. This is due to a smaller lap in the solubility of hydrogen.
These circumstances lead to the fact that
the presence of porosity with MIG welding
of aluminium is nearly unavoidable.
Pores have negative implications on the
static and dynamic strength of welded
joints and can be disturbing anyway.
Machining the surfaces opens pores,
which don’t look nice and may reduce the
adhesion of paint.
Inspectors have trouble to determine the
level of acceptable porosity and both
manufacturers and customers consider it
as just poor work.
Figure: Solubility of hydrogen in aluminium and iron
The basic solution to this problem is to keep the level of available hydrogen as low as possible. Generally, a hydrogen
content of approximately 0.2 to 0.3 ml/100 g is considered to be the maximum permitted level in order to get low porosity.
This value is quite frequently exceeded under practical conditions. Sources of hydrogen are base material, filler material,
shielding gas and atmosphere. Clean storage and manufacturing conditions, preparation of the surfaces and prevention of
all other sources of hydrogen is the most important rule.
48
Surface treatment prior to welding
Due to the above mentioned circumstances, the surface treatment of base metals and filler wires plays a much bigger role than
for instance with steel. The question if cleaning prior to welding is necessary can only be answered in one way: If the target
is low porosity, high strength and constant welding joints, then thorough cleaning according to tested, fixed and reproducible
processes is necessary. We have put together some basic rules for storage, cleaning, joint preparation and welding.
Storage and handling
Base materials
Sheets and profiles are to be stored vertically and with sufficient distance in order to get air circulation and to prevent
contact points to each other. The storage areas must be covered and preferably heated whereas the temperature should
be constant. Controlled humidity would be a positive option.
Filler materials
Heated storage premises with constant temperature and if possible controlled humidity as well is of great importance. Prior
to welding the filler metals should be stored in the same environment as the base materials without opening the boxes in
order to get the same temperature. Protection against dust and any other pollution must be ensured at any time.
Condensation
The influence of atmospheric humidity and temperature may alter the conditions of fabrication during different seasons
significantly. Just like humidity condenses on a glass of beer, this can happen on aluminium surfaces as well. The difference
of temperature between air and metal and the humidity are the responsible parameters.
The following table shows the dew points at different temperature differences and humidity in some examples.
(Tair – Tmetal)°
Relative humidity
(Tair – Tmetal)°
Relative humidity
°C
%
°C
%
0
100
12
44
1
93
13
41
2
87
14
38
3
81
15
36
4
75
16
34
5*
70*
18
30
6
66
20
26
7
61
22
23
8
57
24
21
9
53
26
18
10
50
28
16
11
48
30
14
Table: Condensation of water depending on the temperature difference between metal and air
* Example: At a relative humidity of 70 %, water condenses on a metal surface with a temperature difference of 5° C only. Condensation must be avoided in any case.
49
Joint preparation
Plasma cutting
Attention must be paid to an utmost focused arc and the lowest possible heat input. Especially with alloys of the 2XXX,
6XXX and 7XXX groups cracking may occur in the heat affected zone and machining of the cutting edge of up to 3 mm and
more may be required. Alloys of the groups 1XXX, 3XXX and 5XXX can usually be welded without any post treatment.
Machining
Turning, milling or other metal-cutting processes are most suitable. Lubricants or cooling liquids must not be used, however,
and the tools need to have sharp edges to prevent smearing of the metal.
For sawing and grinding only products recommended by their manufacturers shall be used.
For brushing, take care to use stainless steel brushes to prevent inclusions of carbon steel into the base material. The
bristle wire diameter of the brush should be between 0.1 and 1.25 mm for the softer aluminium alloys and between 0.25 and
0.4 mm for the harder alloys. If the wire is too thin it often bends at its ends and therefore is no longer able to remove the
impurities. It rather gives a smearing effect. If the wire is too thick it leads to flutes in the material. Similar considerations are
to be taken with shot blasting. Compressed air tools should exhaust to the back in order to prevent contamination with oil.
Chemical cleaning
The cleaning processes should be applied short before welding. Possible cleaning methods are pickling in alkaline solutions
and the application of hydrocarbon solvents (alcohol, acetone). Despite high costs, pickling is preferable. Solvents are
prohibited in many cases for reasons of work safety as solvent residuals may produce gases and fumes, which may be
harmful to health.
Gas Metal Arc Welding of aluminium
General Information
MIG (Metal Inert Gas) welding with a gas metal arc in shielded atmosphere is the most commonly used welding process
for aluminium. Beside this process, there is TIG (Tungsten Inert Gas) welding with a tungsten arc in shielding atmosphere
employed for thin aluminium sheet constructions where the metal has a thickness below 2 mm. However, the evolution of
generators with pulsed power supply also permits the welding of thin sheets.
In the MIG welding process, the wire is used as the electrode and at the same time as the consumable. Throughout the
wire consumption, the wire is automatically unwound down to the welding handle. Gas metal arc welding is done with direct
current (electrode positive) and ensures the pickling and fusion of the wire. The parts to be welded are bound to a negative pole.
In the TIG welding process, the electric arc is produced between a tungsten electrode and the part to be welded. The filler
metal fed by hand feeds the melt. Gas tungsten arc welds are made with alternating current. Both processes, MIG and TIG
welding, are covered by the sign MSG (Metal Shielding Gas). MIG welding is easily automated (robot welding) which is not
as easy with Tig welding. Due to this fact and the generally higher deposit rate of Mig welding, it will show an increasing
significance in the future.
50
Filler metals
The filler metals are generally of the same or similar grades as the aluminium parts to join by welding. In this
catalogue, the table for selection of base metals and filler metals may be helpful. However, this table cannot
include all construction and metallurgical features nor the density of the base metal. Therefore, in many cases, own
observations and tests should be considered before launch of a production.
MIG welding
Filler metals from MIG WELD have an outstanding purity and enjoy a special surface treatment. With Mig welding, the
filler wire is the electrode at the same time. The wire is fed from the spool though a wire feed system into a hose pack and
finally through the contact tip by means of an automated system. The welding current is given to the electrode only short
before the arc.
The gliding characteristics and the purity of the surface are essential for trouble free wire feeding. MIG WELD wires are
optimised for this purpose and provide a stable and safe arc ignition as well as low friction in the liners. A favourable side
effect of the surface purity is the low formation of welding fumes, which occurs substantially by evaporation of surface
impurities. Welds made with wires from MIG WELD show lowest porosity and highest strength.
The reduced formation of welding
fumes was proved by investigations of
the Institute for occupational health in
St Augustin, Germany, with wires of the
alloy AlSi5 Ø 1.2 mm in comparison to
other commercially available products.
The wire feeder unit must be equipped
according to the manufacturers
specifications. This concerns the shape
of wire feed rolls, the use of plastic or
Teflon liners and the choice of contact
tips.
Figure: Comparison of wire electrodes regarding the formation of welding fumes
In opposite to steel wires, the inner diameter of the contact tip bore must be larger. For instance, it has been proved that
a bore diameter of 1.6 mm is suitable for a 1.2 mm wire diameter. It is most important to prevent the wire from rubbing
and getting scratches from any metal part on its way from the spool to the electric arc and to ensure its surface remains
undamaged. Furthermore, it has to be considered that pure aluminium and aluminium-silicon alloys are softer than
aluminium-magnesium alloys and that the liner should not exceed 3 m. With aluminium-magnesium alloys a length of
4 m should be possible. With mechanised or robotic welding processes a hose pack length of 1.5 to 2 m should not be
exceeded and in the full interest of a trouble free welding process, a pulled wire feeding system (wire drive in the welding
torch) or combined systems (push-pull) are recommended.
51
Wire feeding
Wire feed systems for GMAW-welding machines were initially developed to transport steel wires as well as most other
design criteria has been derived from steel welding. Steel wires generally have good gliding characteristics and high
stiffness. Neither is true for aluminium and this is particularly difficult for the feeding of AlSi5 and pure aluminium wires. In
no case, aluminium wire should be pulled through a liner as this leads to a self-amplifying braking effect.
While it is hardly necessary to pull the wire through a liner when using 7 kg (B300 or S300) spools, this is quite often the
case with bulk wire systems. In order to overcome this problem, push-push wire feed systems have been developed within
the last 5 years. With such systems, either the spool itself is driven and the wire is directly put into the wire feeder or the
wire is directly pulled out from a drum. Both are done with an extremely short and straight liner. The wire feeder, which
comes right after the wire container pushes the wire into the liner. A second wire feeder is situated immediately before the
welding torch and controls the wire feed speed needed for the welding process. This one feeds the wire through the last
few centimetres until the contact tip.
For the uncoiling of B-400 40 kg spools, special uncoiling systems are required
while this is not necessary with eco-drums. An as short as possible connection of
the drum to the wire feeder is essential (see picture). With some alloys, it may be
necessary to use a hood with an uncoiling finger and wooden balls.
Figure: Eco-drum with uncoiling finger and balls
Arc ignition
Aluminium has a much higher electrical conductivity
than steel. Due to this, it is much more difficult to heat
the wire during short-circuit by Ohm’s law (I2*R) to ionise
the shielding gas and to strike the arc. Additionally, the
surface is covered with a hard and insulating aluminium
oxide layer, which needs to be broken before short-circuit.
This arc-striking problem could be partially overcome
with conventional power sources with specially designed
choke coils only.
Due to the advance of electronic power sources, it
has become possible to increase the ignition current
sufficiently fast and to reach the process parameters
quickly afterwards.
For some years arc ignition is possible by means of a
retractable wire feeder. With this system the wire is fed
slowly to the work piece until short-circuit occurs. Then
52
Figure: Example of a robotic cell
the wire is retracted a few millimetres and a low-power arc strikes. Successively the arc is quickly brought to the proper
process parameters. This provides the opportunity of a spatter free ignition within a short and precise time frame.
This way of arc ignition is limited to a wire feeder in immediate proximity of the contact tip in order to move the wire
as accurate as possible. This may lead to a heavier and bulkier torch with disadvantages with semi-automatic and
automatic applications. Only recent robotic systems can provide such a feature. There the robot and not the wire feeder
do the retracting movement.
Insufficient melting of the base metal at start and end crater at the end of the weld
Due to the high heat conductivity of aluminium, it is difficult to create enough heat to melt the base metal right after arc
ignition. Afterwards, the heat flow in the work piece is faster than the welding speed and the conditions at the end of the
weld are unfavourable for a proper end-crater fill. Current control programs have been integrated to the welding power
sources by the manufacturers in which higher arc power is provided at start and lower power at the end of the weld. This
definitely leads to an improvement, however, lack of fusion, porosity and end crater cracks are not completely prevented.
Higher arc power is always linked with a higher wire quantity (wire feed speed) and lower wire quantity at the end crater
with Mig welding. Exactly the opposite would be required.
If possible, the following steps should be taken:
•
•
•
•
Use of run-in and run-out plates
Beginning and end of weld on the base metal
Preheating
Well cooled welding fixtures
Figure: Current program with increased start current and reduced end current
Black deposit on and beside the weld
With many applications (pallets for the chemical and food industry, ladder, scaffoldings) the black deposit is rather disturbing.
Simple brushing removes it but requires additional operations that can often be done only manually at areas of limited
access.
The deposit results from evaporation and following fallout of magnesium oxide. Magnesium is an alloying element of
aluminium that substantially increases its strength and cannot be left out in most cases.
Magnesium oxide is usually known in white colour. An EDS-analysis eliminates any doubt of the deposit being or not
MgO that is known to show grey, yellow, brown or black colours beside its white form of existence.
53
Figure: EDS analysis of black deposit
The following possibilities exist to prevent MgO formation:
• Use of wire electrodes with low or no Mg content (AlMg3, AlSi5)
• Optimised pulse parameters for the lowest possible formation of metal vapour
• Avoid poor accessibility and resulting unfavourable torch positions
• Sufficient shielding gas protection to keep the intake of oxygen as low as possible
Special attention with gas shielded arc welding
MIG welding
Wire scratching at metallic edges
It must be guaranteed that the wire does not scratch over hard or metallic edges
during its way from the spool to the contact tip and thereby gets damaged. Critical
points are shown in the following drawings. Guiding tubes and inlet nozzles close
to the feeding rolls are frequently improperly adjusted, have a too small diameter
or have a bur. The same is true for contact tips, which are not suitable for soft
wires in many cases. The bore diameter of contact tips for aluminium must be
approximately 0.2 mm larger than for steel. Contact tips for steel have a bore
diameter, which is usually 0.15-0.2 mm larger than the wire diameter, which
means that tips for aluminium need to be 0.35-0.4 mm larger in diameter than
the wire itself.
54
Figure: Poorly adjusted wire feed system
Unsuitable wire feed rolls
Rolls for aluminium and copper wires must be specially designed
for aluminium by their manufacturer. A so-called semi-round groove
or a similar groove shape is common.
Figure: Wire rub-off at contact tip
The picture shows frequent mistakes in connection with wire feed rolls. The
pressure force of the rolls to each other must be as low as possible. It should
not be increased when sudden wire feed problems occur but the reason for the
problems needs to be investigated and removed.
Figure: Unsuitable wire-feed-rolls
Humidity and poor gas hoses
The reason for porosity caused by hydrogen often appears to be traceable to
the state of the gas hoses. It happens that gas and water hoses get mixed up
and water gets into the gas hoses. In general these hoses should be changed
completely after such an incident, as a full dry-out is not possible. Another reason
for humidity is porous or leaking hose materials.
... specific molar current of component i
... hose permeability
... hose wall thickness
... partial pressure of component i
According to Fick’s law, even seemingly dense materials are diffusible to matter (gases) if the partial pressure of the
components is lower inside than outside. Humidity in the atmosphere diffuses through a hose wall if dry shielding gas is
inside. Counter measures are a low permeability of hose material, short hoses and a greater wall thickness.
Contamination
The wire feed systems and especially all parts in touch with the wire, need to be kept as clean as possible. Usage of
lubricants and anti-spatter spray must be avoided. The wire spools need to be covered at any time, thus protected from
dust and humidity.
Friction in the wire feed system
Aluminium has poor gliding characteristics in general. Still, it needs to be fed through several meters of liner. Special
attention must be paid to the liner material. With opened clamping levers of the wire feed rolls, it must be possible to push
the wire with two fingers using medium force through the entire wire feed system. A good source of information is provided
by modern power sources, which measure the electrical current into the wire feed motor. This should be close to the idle
value and frequently observed.
Arc too long
Adjusting a long arc often leads to absorption of large quantities of atmosphere into the arc. This results in porosity and
oxide inclusions. Thus, the welding parameters need to be optimised for an as short as possible arc. This requires much
experience and sometimes demand assistance form the manufacturer of the power source.
55
TIG welding
During TIG welding, always make sure broken TIG cartons are closed and protected against moisture and dust. Take out
only the quantity of rods necessary for the coming work. The rod can be cleaned with fine steel wool directly before welding.
The rods should not be fed by a bare hand but clean gloves should be worn. To prevent excessive oxidation, leave the end
of the rod in the shield gas flux of the torch until it has cooled down sufficiently. The above mentioned rules concerning
moisture and leaky gas hoses are the same for TIG welding.
Preheating and inter-pass temperatures
Preheating can be done for the following reasons:
• to reduce humidity before welding, i.e. welding on site
• to remove irregularities at arc start
• to provide heat adjustment when welding different thicknesses
• to reduce the effect of cooling when welding thick plates
The time of preheating should be as short as possible to prevent unfavourable effects. A too high preheat temperature
may influence the strength of the welded joint in a negative way. By using argon-helium mixtures or pure helium as
shielding gas the preheat temperature may be reduced or completely omitted.
Base metal
Maximum preheat temperature
[°C]
Maximum inter-pass temperature
[°C]
Not hardening alloys
(1xxx, 3xxx, 5xxx, AlSi-cast, AlMg-cast)
120
120
Hardenable alloys
(6xxx, AlSiMg-cast, AlSiCu-cast)
120
100
7xxx
100
80
The inter-pass temperature should be controlled for the following reasons:
• to prevent a reduction of the physical properties from overheating
• to reduce the size of the soft zone in the heat affected zone
• to reduce precipitation in the heat affected zone, i.e. by superannuation
It is recommended that the temperature at the beginning of each successive weld does not exceed the values shown in
the above table.
Anodizing
Anodizing may lead to a discoloration of the weld and its heat affected zone in comparison to the base material. Silicon
leads to grey or black welds and manganese to a slightly yellow colour. Due to this, only the alloys AlMg3, AlMg5 and the
pure aluminium Al99.7 and Al99.5Ti are suitable for anodizing. The choice of the wire alloy should match the base material
as much as possible. In case of colour critical applications, each batch of filler wire should be tested prior to welding.
56
Common welding defects and how to avoid them
Defect
Main reasons
Prevention and counter measurements
Porosity
Contaminated filler wire.
Humidity on the surface of the filler wire.
Improve the cleanliness of the filler wire and the
environment. Welding above dew-point.
Contaminated base material.
Humidity on the surface of the base material.
Cleaning and drying of the welding area, ie.
Preheating. Make sure that the base material is at
room temperature before welding.
Unsuitable welding positions.
Use welding positions PA, PB, PF if possible.
Degassing time too short.
Increase heat-input and/or preheating. Modify joint
preparation.
Contaminated shielding gas, due to leaking cooling
water or gas supply systems.
Remove leaks.
Contaminated shielding gas due to diffusion of
humidity.
Unsuitable hose material.
Use gases complying to EN 439.
Use suitable hose materials, replace old and porous
hoses and keep hose length as short as possible.
Non-laminar gas flow due to too high or too low gas
flow or air draft.
Optimize shielding gas quantity.
Prevent air drafts.
Arc voltage too high.
Optimize arc voltage.
Torch angle too small.
Use proper torch angle.
Formation of oxides in the arc or in the weld pool by
intake of Oxygen due to insufficient gas flow.
See porosity.
Optimize gas flow quantity.
Prevent air drafts.
Insufficient cleaning of the welding area and/or the
preceding layers.
Make sure that the welding area and preceding layers
are cleaned.
Excess of oxygen in the preheating flame.
Optimize flame.
Unsuitable treatment of the rods
with TIG-welding.
Do not retract the rod end from the shielding gas.
Solidification characteristic of the weld pool.
Select the filler wire for optimized weldability. Make
endcrater on run-out plates or use a crater fill program.
Inner tensions.
Use welding sequences which reduce tension and
distortion.
Remelting of components with a low melting range,
which precipitate at grain boundaries in the heat
affected zone.
Reduce heat input and inter-pass temperature. Reduce
susceptibility of cracks by using a single-pass technique.
Reduce inner tensions. Select suitable filler wires (ie.
4xxx-series).
Tungsten inclusions
Tungsten inclusions from excessive current or from
touching the weld pool.
Reduce current or select a larger diameter. Do not
touch the weld pool with the electrode tip.
Copper inclusions
Copper inclusions with MIG-welding due to
overheating.
Select a torch and a tip suitable for the amperage.
Uptake of Copper from the backup plate.
Replace the Copper backing plate. If necessary use
backup made from stainless steel, aluminium or
ceramics.
Oxide inclusions
Cracking
57
Certificat d‘approbation
58
Certificate of approval
59

L`entreprise The company - MIG WELD GmbH International

Transcription

Documents pareils

assemblage - INTERMECA

Borne AlizÃ©.cdr

Plaquette PRESTOMIG 200MP_FR_doc - Saf-Fro

portail aluminium

Créa`tech II - Expocreative

MIG WELD SAS MIG WELD SAS

« The Wire » est considérée comme la plus grande série de tous les

portail aluminium

Plus d`amorti et de précision pour plus de plaisir. ROCKRIDER 5.3

2447-SAF-NO-W000263323-PRESTOMIG 201 C-4P-FR:4 - Saf-Fro