La fissuration à chaud des soudures en aluminium comprend les fissures de solidification dans le métal soudé et les fissures de liquation dans la zone affectée thermiquement. Une dilatation thermique élevée, une large plage de solidification, des films aux limites de grains à bas point de fusion et la contrainte d'assemblage se combinent pour créer des conditions de vulnérabilité pendant le refroidissement. Ce guide explique comment la composition du métal de base et le choix du métal d’apport modifient la sensibilité à la fissuration, pourquoi certains alliages Al-Cu-Mg et Al-Zn-Cu-Mg sont difficiles à souder par fusion, et comment les agents d’affinage du grain, la concentration de la chaleur, le contrôle du courant et de la vitesse d’avance, la conception de l’assemblage et la séquence de soudage réduisent le risque global de fissuration.
La fissuration à chaud lors du soudage des alliages d'aluminium comprend principalement la fissuration de solidification dans le métal soudé et la fissuration de liquation dans la zone affectée thermiquement. Ces deux phénomènes se produisent à haute température, lorsqu'un film liquide fragile ne parvient pas à absorber la contrainte de traction générée pendant le refroidissement.
L'aluminium se dilate environ deux fois plus que l'acier pour une même variation de température. Lors de la solidification, des eutectiques à bas point de fusion peuvent subsister le long des joints de grains tandis que le métal environnant se contracte. Les alliages présentant une large plage de solidification sont particulièrement vulnérables, car le film liquide continu persiste plus longtemps et a une faible capacité à supporter la déformation.
La sensibilité à la fissuration dépend de la composition du métal de base, du métal d'apport, des contraintes exercées sur le joint et des paramètres de soudage. L'aluminium pur est le moins sensible. Les alliages Al-Cu comptent parmi les plus sensibles, et le duralumin (Al-Cu-Mg) ainsi que les alliages à haute résistance Al-Zn-Cu-Mg ne sont généralement pas adaptés au soudage par fusion classique.
Un métal d'apport peut modifier la composition de la soudure, la plage de solidification et la quantité d'eutectique. Un fil d'Al-Si contenant environ 5% de Si, tel que le 4A01 cité dans la source, présente une bonne capacité de réparation des fissures, bien que la résistance et la ductilité de sa soudure soient relativement faibles. De faibles ajouts de Ti, Zr, V ou B permettent d'affiner le grain et de réduire la fissuration en répartissant la déformation sur un plus grand nombre de joints de grains.
Aucun paramètre pris isolément ne permet d'éliminer la fissuration à chaud. Le contrôle de la composition, l'affinage du grain, la maîtrise de l'apport thermique et la réduction des contraintes doivent être mis en œuvre de manière conjointe.
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