Procédés d'assemblage de l'aluminium.

1.  Éléments d'assemblage démontables.

Des éléments d'assemblage démontables, tels que les vis, écrous et goujons peuvent bien entendu être fabriqués en aluminium. Il faut toutefois noter deux contraintes dans ce domaine.

  • Premièrement les caractéristiques de résistance de l'aluminium qui sont moins importantes que pour d'autres matériaux comme l'acier, ce qui limite son utilisation dans ce domaine.
  • Et deuxièmement le coût du matériau, supérieur à celui d'autres matériaux offrant une meilleure résistance. L'usinage de l'aluminium est aussi plus délicat, ce qui en augmente le coût.

Pour ces raisons, l'acier sera plus couramment utilisé, car il offre une meilleure résistance et un coût moindre.

2.  Éléments d'assemblage non démontables.

L'assemblage de l'aluminium peut se faire par rivetage. Les rivets en alliage d'aluminium sont relativement courants mais leur utilisation a perdu beaucoup d'intérêt depuis le développement de la technique de collage des métaux. Ils restent cependant largement utilisés par le particulier et dans certains domaines spécifiques comme l'aéronautique et la carrosserie.

Un rivetage peut être simple, ou fonctionnel. Dans ce dernier cas on peut par exemple retrouver un filetage sur la tige du rivet.

3.  Le collage.

Un autre type d'assemblage pour l'aluminium est le collage. Il consiste en une application de colle entre deux métaux sur une surface plus ou moins importante. Ces colles sont généralement neutres, elle n'attaquent donc pas l'aluminium. Les plus utilisées sont les colles structurelles, qui ont comme caractéristique une meilleure résistance et une plus grande dureté (exemple: résines). Les points forts de cette méthode d'assemblage sont le coût, la résistance (répartition des contraintes sur une grande surface), l'étanchéité et la longévité.

La qualité du collage dépend de deux facteurs: La cohésion caractérisant la résistance de la colle et l'adhérence de la colle au métal.

4.  Le soudage.

Le soudage est le procédé d'assemblage le plus répandu pour l'aluminium, il est utilisé à peu près dans un cas sur deux. On distingue ici deux familles: Le soudage par pression, où le métal est porté à une température inférieure à la température de fusion de l'aluminium, et est soumis à une forte pression. Le soudage par fusion, où le point de fusion doit bien entendu être atteint.

Le soudage par fusion se divise en 3 familles.

  • Les soudages à l'arc: MIG, WIG et TIG.

Ce sont les méthodes les plus utilisées. Pour l'aluminium, seul le soudage à l'arc avec gaz inerte est permis, pour éviter l'oxydation du matériau. L'oxyde d'aluminium, ou alumine, présente en effet la caractéristique d'être réfractaire et isolante. Il devra de plus généralement se faire en courant alternatif pour éviter le dépôt de l'alumine sur l'électrode suite à l'oxydation. L'aluminium a une température de fusion relativement faible, ce qui peut être un avantage (réduction de l'apport d'énergie) ou un handicap (pièce fond trop vite). Une autre caractéristique handicapante de l'aluminium est sa conductivité thermique, qui entraine une propagation rapide de chaleur dans la pièce.

  • Les soudages par rayonnement: Laser et Faisceau d'électrons.

Il faudra ici protéger l'aluminium contre l'oxydation: buse de protection dans le cas du laser et vide dans le cas du faisceau d'électrons. Ces deux procédés sont beaucoup plus couteux mais répondent en partie au problème de propagation de chaleur par le ciblage précis.

  • La troisième famille est celle des soudages au chalumeau, qui ont pour inconvénient ici la conductivité thermique et comme avantage la basse température de fusion.

Les soudages pas pression se classent en 2 familles.

  • Premièrement les soudages par résistance, où la chaleur nécessaire à l'assemblage est fournie par effet Joule.
  • Et deuxièmement les soudages par friction ou la chaleur est fournie par frottements.

Soudage TIG de l'aluminium:
http://www.youtube.com/watch?v=z-Cvn1SuLbE
Soudage au laser de l'aluminium:
http://www.youtube.com/watch?v=dkjCsxWwpXg
Exemple de soudage par friction:
http://www.youtube.com/watch?v=niVsJPFlg1Y&feature=PlayList&p=EA64DEB43247F872&index=10
Exemple de soudage par résistance:
http://www.youtube.com/watch?v=x7sJppWbjQ4&NR=1

5.  Le brasage.

Il est relativement équivalent au soudage au chalumeau, si ce n'est que le métal d'apport n'est pas de l'aluminium. Cette caractéristique permet de choisir un métal de température de fusion inférieure à celle de l'aluminium et ainsi de ne pas altérer la structure de l'aluminium lors de l'assemblage. Cette technique permet de parer au problème de la température de fusion faible et de la forte diffusion thermique, qui peut entraîner une fonte prématurée et involontaire de la pièce. Il faudra au préalable éliminer la couche d'oxyde sur la pièce par brossage ou autre et empêcher la création de celle-ci avec un gaz inerte par exemple.

Exemple de baguettes de brasage de l'aluminium à basse température. (Baguettes Durafix Easyweld)
http://www.youtube.com/watch?v=w2rlkfhhQs8

6.  Autres procédés.

Dans les autres procédés, on peut citer les assemblages par emboitement ou clipsage et les assemblages par déformation permanente comme le clinchage (voir schéma).