AWS D1.2 Filler Metal Selection
AWS D1.2 §4.4.1 specifies A5.10/A5.10M filler metals for structural aluminum. ER4043 for 6xxx-to-6xxx; ER5356 for medium-Mg 5xxx and 5xxx-to-6xxx dissimilar; ER5183 and ER5556 for high-Mg 5083/5456 (Note 3 alternates wherever 5356 is shown). Note 4 prohibits Al-Mg fillers above 3% Mg in long-term service over 150°F.
Table 4.2 Note 3 — the substitution rule: AWS D1.2 Table 4.2 Note 3 reads verbatim: "Whenever 5356 is shown, 5183 or 5556 are acceptable alternates." Use ER5356 as the Norme medium-Mg 5xxx and dissimilar-joint filler; reach for ER5183 when you need higher shear Résistance on 5083-class structural work; reach for ER5556 when Soudage 5456 to itself (footnote a) or when matching the highest-strength 5xxx alloys.
Pourquoi le choix du Métal d'Apport est important pour l'aluminium
Le Soudage de l'aluminium offre moins de choix de procédés que le Soudage de l'acier (D1.2 couvre le GMAW, le GTAW, le PAW-VP, le FSW et le Soudage de goujons, mais exclut le SMAW), de sorte que la sélection du Métal d'Apport supporte une plus grande partie de la charge métallurgique. Le mauvais Métal d'Apport sur l'aluminium produit l'un des trois modes de défaillance qui apparaissent plus tard, parfois des années plus tard : la Fissuration à chaud pendant la solidification, les intermétalliques fragiles Mg2Si à la ligne de fusion, ou la Corrosion Sous Contrainte due à la précipitation soutenue de Mg2Al3 en service.
D1.2 §4.4.1 anchors the choice: "Filler metal shall conform to AWS A5.10/A5.10M, Spécification for Bare Aluminum and Aluminum Alloy Welding Electrodes and Rods. Table 4.2 lists filler alloys recommended for various Métal de Base alloys." Five fillers cover the structural majority of aluminum work: ER4043 (Al-Si), ER5183, ER5356, ER5554, and ER5556 (all Al-Mg variants). Selection logic follows base-alloy magnesium content more than it follows Géométrie du joint — the exception being elevated-Température service, which overrides everything via Table 4.2 Note 4.
Les cinq Métaux d'Apport structurels — base chimique
Le Tableau 1 de l'A5.10 donne la chimie qui motive chaque décision de sélection. L'axe Si vs Mg sépare l'ER4043 des Métaux d'Apport 5xxx ; l'axe du pourcentage de Mg sépare l'ER5554 (en dessous du seuil de 3% de la Note 4) des Métaux d'Apport à plus forte teneur en Mg au-dessus.
| Filler | Chemistry | Si % | Mg % | Mn % | Primary use |
|---|---|---|---|---|---|
| ER4043 | Al-Si | 4.5–6.0 | 0.05 max | 0.05 max | 6xxx-to-6xxx; cast-to-wrought; hot-service (any base) |
| ER5356 | Al-Mg | 0.25 | 4.5–5.5 | 0.05–0.20 | Medium-Mg 5xxx (5052, 5454); 5xxx-to-6xxx dissimilar |
| ER5183 | Al-Mg-Mn | 0.40 | 4.3–5.2 | 0.50–1.0 | High-Mg 5xxx (5083, 5086, 5456); Note 3 alternate to 5356 |
| ER5554 | Al-Mg-Mn (low Mg) | 0.25 | 2.4–3.0 | 0.50–1.0 | 5454 service; the only Al-Mg filler outside Note 4 (≤3% Mg) |
| ER5556 | Al-Mg-Mn (high Mg) | 0.25 | 4.7–5.5 | 0.50–1.0 | 5456-to-5456 (footnote a); Note 3 alternate to 5356 |
Deux schémas ressortent de la chimie. L'ER4043 est le seul Métal d'Apport Al-Si — magnésium pratiquement nul, faible plage de solidification, faible susceptibilité à la Fissuration à chaud, et en dehors de l'interdiction de Température à long terme de la Note 4. Les quatre Métaux d'Apport Al-Mg (5183, 5356, 5554, 5556) contiennent tous du magnésium entre 2,4 et 5,5 pour cent, mais seul l'ER5554 se situe au niveau ou en dessous du seuil de 3 pour cent de la Note 4 du Tableau 4.2. L'ER5183, l'ER5356 et l'ER5556 sont tous au-dessus de 3 pour cent de Mg et sont donc couverts par la règle de Température à long terme.
Soudures 5xxx-à-5xxx — sélection par teneur en Mg du Métal de Base
La famille 5xxx couvre une large gamme de magnésium, et le Tableau 4.2 sélectionne les Métaux d'Apport en conséquence. Pour les alliages 5xxx à faible teneur en Mg (5005, 5050, environ 0,5 à 1,4 % de Mg), le Tableau 4.2 indique « 4043, 5356 » avec la Note 1 confirmant que l'un ou l'autre est acceptable ; l'ER4043 est le défaut typique. Pour les alliages 5xxx à teneur moyenne en Mg (5052 environ 2,5 % de Mg, 5154/5254 environ 3,5 %), l'ER5356 est le choix standard ; le 5454 sur lui-même est l'exception (l'ER5554 est l'appariement conçu pour le service à Température élevée du 5454). Le 5086 (environ 4 % de Mg) se situe avec les alliages de fonderie 514.0 et 535.0 dans le regroupement de lignes du Tableau 4.2 et prend l'ER5356 comme primaire, avec l'ER5183 ou l'ER5556 acceptables comme alternatives de la Note 3. La ligne 5083/5456 est la seule auto-paire 5xxx où le Tableau 4.2 indique l'ER5183 ou l'ER5556 comme recommandation principale (5183, 5556a), avec l'ER5356 acceptable selon la Note 3.
La Note 3 du Tableau 4.2 rend la substitution explicite : « Chaque fois que le 5356 est indiqué, le 5183 ou le 5556 sont des alternatives acceptables. » La substitution n'est pas arbitraire — l'ER5183 et l'ER5556 contiennent plus de manganèse (0,5 à 1,0 pour cent) que l'ER5356, ce qui se traduit par une résistance à la traction et au cisaillement plus élevée du Métal Fondu.
« Sur les Soudures structurelles 5083 supportant un cisaillement significatif, l'ER5183 présente régulièrement une résistance au cisaillement de 10 à 15 pour cent supérieure à celle de l'ER5356 avec la même procédure. Le surcoût est faible, la pénalité métallurgique est nulle. Nous optons par défaut pour le 5183 sur le 5083, sauf s'il y a une raison de stockage d'utiliser le 5356. » — Note de praticien, Guide de sélection de Métal d'Apport AlcoTec / Hobart, confirmé par Lincoln Electric et ESAB.
Un cas spécifique est mentionné dans la note de bas de page a du Tableau 4.2 : « Le 5556 est recommandé pour le Soudage du 5456 sur lui-même. » Le Métal de Base 5456 est l'alliage structurel 5xxx le plus résistant (environ 5 pour cent de Mg), et l'ER5556 correspond étroitement à la chimie tout en contenant 0,5 à 1,0 pour cent de Mn. Les Propriétés mécaniques d'une Soudure d'ER5556 sur une base 5456 atteignent la résistance recuite Brut de soudage du parent plus étroitement que l'ER5356. Pour les travaux 5456 à forte contrainte marine, de transport ou de structure sous pression, l'ER5556 est le choix technique ; l'ER5356 n'est autorisé qu'en tant qu'alternative de la Note 3.
Pour le 5454 spécifiquement, l'ER5554 est l'appariement conçu. L'ER5554 contient moins de magnésium (2,4 à 3,0 pour cent contre 4,5 à 5,5 pour cent pour l'ER5356), le maintenant au niveau ou en dessous du seuil de 3 pour cent de Mg de la Note 4. Cela fait de l'ER5554 le seul Métal d'Apport Al-Mg qui reste autorisé pour le service 5454 lorsque les Températures à long terme peuvent dépasser 150°F.
Soudures 6xxx-à-6xxx
Pour le Soudage des alliages 6xxx à d'autres alliages 6xxx — 6005, 6005A, 6061, Alclad 6061, 6063, 6082, 6351 — le Tableau 4.2 liste « 4043, 5356 » avec la Note 1 confirmant que l'un ou l'autre est acceptable. L'ER4043 est le défaut typique. L'ER4043 contient environ 5 pour cent de silicium (Si 4,5 à 6,0 pour cent selon le Tableau 1 de l'A5.10), ce qui abaisse la plage de solidification, réduit la susceptibilité à la Fissuration à chaud et produit des profils de cordon plus lisses que les Métaux d'Apport 5xxx. L'appariement métallurgique est favorable : les alliages 6xxx contiennent du magnésium et du silicium, et un Métal d'Apport Al-Si n'introduit pas de magnésium supplémentaire qui favoriserait la Fissuration à chaud sur un chemin de solidification 6xxx.
L'ER5356 est l'alternative listée pour les Soudures 6xxx-à-6xxx. Le compromis est mécanique : l'ER5356 produit une résistance au cisaillement plus élevée sur une Soudure d'Angle mais avec un risque de Fissuration à chaud plus élevé et avec plus de chaleur d'arc pour la même pénétration. Le choix dépend de ce que la Soudure est chargé. Pour un cordon d'angle 6061 qui doit réussir un Essai de Rupture du Cordon d'Angle sous cisaillement ou flexion, l'ER5356 est le choix géométrique le plus conservateur — il déplace le mode de défaillance de la gorge du cordon vers la Zone Affectée Thermiquement du Métal de Base. Pour un cordon d'angle 6061 en service à faible cisaillement ou lorsque l'esthétique du cordon est importante (travaux architecturaux, anodisés), l'ER4043 est le meilleur défaut. Notez que l'ER5356 est soumis à la Note 4 du Tableau 4.2 (la règle à long terme de 3% Mg / 150°F) ; l'ER4043 ne l'est pas.
Les alliages 6xxx subissent une perte de résistance significative dans la Zone Affectée Thermiquement après Soudage, quel que soit le choix du Métal d'Apport. La Zone Affectée Thermiquement revient à l'état recuit (généralement une perte de 40 à 50 pour cent de la Limite d'Élasticité T6), et cette résistance de la Zone Affectée Thermiquement Brut de soudage régit la capacité de conception du joint. La sélection du Métal d'Apport modifie la résistance de la gorge mais ne récupère pas la résistance de la Zone Affectée Thermiquement — seul un Traitement thermique de mise en solution et un vieillissement artificiel après Soudage peuvent le faire, ce qui est rarement pratique pour les structures fabriquées.
Soudures dissemblables 5xxx-à-6xxx
Pour tout joint dissemblable 5xxx-à-6xxx — par exemple 5083 à 6061, ou 5086 à 6063 — l'ER5356 est le Métal d'Apport recommandé selon le Tableau 4.2 de la D1.2. N'utilisez jamais l'ER4043 sur un joint contenant du 5xxx. La raison métallurgique est bien documentée : lorsqu'un Métal d'Apport aluminium-silicium (ER4043 avec environ 5 pour cent de Si) est utilisé sur un alliage de base 5xxx (contenant 2 à 5 pour cent de Mg), le magnésium dans la base réagit avec le silicium dans le Métal d'Apport pour former un composé intermétallique fragile Mg2Si à la ligne de fusion. L'intermétallique réduit fortement la ductilité et la ténacité et crée un mode de défaillance à long terme connu sous chargement cyclique, de choc ou à basse Température.
La règle est symétrique : tout joint dont un côté est un alliage 5xxx doit utiliser un Métal d'Apport contenant du magnésium (ER5356 par défaut, ER5183 ou ER5556 selon la Note 3). Si les deux côtés sont 6xxx, l'ER4043 est correct. Si un côté est 5xxx, l'ER5356 est correct. Les praticiens essaient parfois l'ER4043 sur un joint mixte 5xxx-à-6xxx pour le bénéfice esthétique (cordon plus lisse, plus facile à alimenter) et découvrent le mode de défaillance par fracture fragile des mois ou des années plus tard sous charge de service. La défaillance n'est pas subtile et n'est pas récupérable.
Soudures de pièces moulées à des pièces corroyées
Les alliages de fonderie dans D1.2 (354.0, A356.0, 357.0, A357.0, 359.0, 443.0, A444.0, 514.0, 535.0) suivent leur propre logique de sélection de Métal d'Apport. Les joints corroyés-à-moulés utilisent généralement l'ER4043 car la plupart des alliages moulés sont à base d'aluminium-silicium et le Métal d'Apport correspond à la chimie de base. L'exception concerne les alliages de fonderie à haute résistance 354.0 et C355.0, que le Tableau 4.2 spécifie avec l'ER4145 (un Métal d'Apport Al-Si à plus haute teneur en Cu) pour une résistance correspondante.
Les Soudures de pièces moulées à pièces moulées dans les alliages de la série 5xx.x (514.0, 535.0) utilisent des Métaux d'Apport 5xxx car la chimie de base est Al-Mg, et non Al-Si. La même interdiction d'intermétallique Mg2Si s'applique — ne soudez pas un alliage moulé 5xx.x avec l'ER4043. Référez-vous à la matrice complète du Tableau 4.2 de la D1.2 pour les spécificités des alliages moulés ; cette page couvre les combinaisons corroyées à haute fréquence.
La règle de Température à long terme de 3% Mg / 150°F
La Note 4 du Tableau 4.2 de la D1.2 est l'une des règles les plus importantes et les plus souvent négligées dans la sélection des Métaux d'Apport en aluminium. Le texte verbatim stipule : « Les alliages Al-Mg contenant plus de 3% de Mg ne doivent pas être utilisés dans des applications où des expositions à long terme au-dessus de 150°F sont rencontrées. »
Le mécanisme est métallurgique. Les alliages aluminium-magnésium avec plus d'environ 3 pour cent de magnésium subissent une précipitation continue de Mg2Al3 (la phase bêta) aux joints de grains lorsqu'ils sont maintenus au-dessus d'environ 150°F (66°C). Sur des semaines, des mois ou des années de service, le précipité aux joints de grains sensibilise le Métal Fondu à la Corrosion Sous Contrainte sous chargement de traction — particulièrement dans les atmosphères contenant des chlorures ou marines. La défaillance n'apparaît pas au moment du Soudage ou lors des Essais mécaniques standard ; elle apparaît sous forme de fissuration après un service prolongé.
La règle couvre trois des cinq Métaux d'Apport structurels de cette page : ER5183 (Mg 4,3 à 5,2 %), ER5356 (Mg 4,5 à 5,5 %) et ER5556 (Mg 4,7 à 5,5 %). Elle ne couvre PAS l'ER5554 (Mg 2,4 à 3,0 %, au niveau ou en dessous du seuil de 3 pour cent) ou l'ER4043 (Mg 0,05 % Maximum, pratiquement zéro). Implications pratiques :
- Pressure vessels with continuous service above 150°F: use ER4043 or ER5554; do not use ER5183, ER5356, or ER5556.
- Hot-fluid piping (steam recovery, process heat, refinery): ER4043 default; ER5554 acceptable when base is 5454.
- Solar-thermal aluminum structures: peak surface temperatures can exceed 150°F sustained; check service envelope before specifying ER5356 or ER5183.
- Engine components, exhaust-adjacent structures: high-Mg fillers prohibited; ER4043 or qualified alternative.
- Short excursions above 150°F: not the trigger; sustained or long-term exposure is the rule.
La Note 4 n'interdit pas les Métaux d'Apport Al-Mg pour toutes les applications à Température élevée — elle interdit les Métaux d'Apport >3% Mg uniquement pour un service à long terme. La définition de « long terme » fait partie du jugement d'ingénierie, mais une lecture défendable est tout ce qui dépasse quelques centaines d'heures de fonctionnement au-dessus de 150°F. En cas de doute, utilisez l'ER4043 (ou l'ER5554 lors de l'appariement de la base 5454) ou qualifiez une alternative selon la Note 5.
Note 5 — sélection du Métal d'Apport selon des exigences spécifiques
La Note 5 du Tableau 4.2 de la D1.2 réserve une voie pour les sélections de Métaux d'Apport non standard au sein de la famille A5.10 : « Il existe des applications où des exigences spécifiques rendent nécessaire la sélection d'alliages d'apport autres que ceux présentés ci-dessus. » La Note 5 est une reconnaissance que la matrice des Métaux d'Apport recommandés est un point de départ, et non une prescription absolue. Les cas courants de la Note 5 incluent l'appariement des couleurs pour les travaux architecturaux anodisés (l'ER5356 s'anodise pour correspondre à la couleur du Métal de Base tandis que l'ER4043 devient foncé, de sorte que les travaux anodisés 6xxx utilisent parfois l'ER5356 bien que l'ER4043 soit le défaut typique), l'optimisation de l'environnement de corrosion, ou les applications à haute résistance en dehors de la plage de substitution de la Note 3.
La D1.2 n'a pas de concept de DMOS préqualifié — chaque DMOS selon la D1.2 doit être qualifié selon la Article 3 avec un Qualification de Mode Opératoire de Soudage. La sélection du Métal d'Apport qui dévie du Tableau 4.2 doit être documentée dans le DMOS et validée par les mêmes Essais mécaniques du PQR requis pour toute autre variation de procédure. L'approbation de l'ingénieur et la traçabilité à la Conformité A5.10 restent les portes d'entrée.
Erreurs de sélection courantes
1. Utilisation de l'ER4043 sur un joint contenant du 5xxx. Le mode de défaillance intermétallique fragile Mg2Si est l'erreur la plus courante en Soudage de l'aluminium. Chaque joint avec un alliage 5xxx de chaque côté doit utiliser un Métal d'Apport contenant du magnésium.
2. Utilisation de l'ER5356, de l'ER5183 ou de l'ER5556 dans une application en service à chaud. La Note 4 du Tableau 4.2 interdit les Métaux d'Apport Al-Mg au-dessus de 3 pour cent de Mg pour un service à long terme au-dessus de 150°F. Les travaux sur les récipients sous pression et les tuyauteries de process avec un service continu à Température élevée doivent utiliser l'ER4043 (ou l'ER5554 lors de l'appariement de la base 5454).
3. Utilisation par défaut de l'ER5356 pour les travaux 6xxx-à-6xxx. L'ER5356 est autorisé sur le 6xxx (le Tableau 4.2 liste soit le 4043 soit le 5356) mais avec un risque de Fissuration à chaud plus élevé et une qualité de cordon inférieure à celle de l'ER4043. Utilisez l'ER4043 comme défaut pour le 6xxx-à-6xxx, sauf s'il y a une raison spécifique (Essai de Rupture du Cordon d'Angle chargé en cisaillement, esthétique anodisée) d'utiliser l'ER5356.
4. Utilisation de l'ER5356 sur le 5083-à-5083 ou le 5456-à-5456 comme choix principal. Le Tableau 4.2 indique l'ER5183 (ou l'ER5556) comme Métal d'Apport principal pour les travaux 5083/5456. La note de bas de page a spécifie l'ER5556 pour le 5456 sur lui-même. L'ER5356 n'est autorisé qu'en tant qu'alternative de la Note 3, et produit une résistance inférieure sur ces alliages de base à haute teneur en Mg.
5. Traiter l'ER5554 comme un Métal d'Apport Al-Mg à usage général. L'ER5554 a une niche spécifique : le Métal de Base 5454 en service à Température élevée. Sa faible teneur en magnésium (2,4 à 3,0 %) le maintient en dessous du seuil de la Note 4, mais produit une résistance du Métal Fondu inférieure à celle de l'ER5356 / ER5183 / ER5556 sur d'autres travaux 5xxx. Ne substituez pas l'ER5554 à l'ER5356 pour le Soudage général des 5xxx.
Quand choisir chaque Métal d'Apport — résumé de la sélection
La logique de sélection par famille d'alliages, avec le service à Température élevée comme priorité :
| Joint | Primary filler (Table 4.2) |
Note 3 alternate(s) | Long-term >150°F service |
|---|---|---|---|
| 5005, 5050 (low-Mg 5xxx) to itself | ER4043 or ER5356 (either per Note 1) | — | ER4043 (unaffected) |
| 5052, 5154, 5254 (medium-Mg 5xxx) | ER5356 | ER5183 or ER5556 | ER4043 or qualify |
| 5454 (elevated-temperature 5xxx) | ER5554 | ER5356 | ER5554 (designed for this) |
| 5086 (high-Mg 5xxx, grouped with 514.0/535.0) to itself | ER5356 | ER5183 or ER5556 (Note 3) | ER4043 or qualify under Note 5 |
| 5083 to itself | ER5183 or ER5556 | ER5356 (Note 3) | ER4043 or qualify under Note 5 |
| 5456 to itself | ER5556 (footnote a) | ER5183 or ER5356 | ER4043 or qualify |
| 6xxx-to-6xxx (6005, 6005A, 6061, 6063, 6082) | ER4043 or ER5356 (either acceptable per Note 1) | — | ER4043 (5356 not permitted long-term) |
| 5xxx-to-6xxx dissimilar | ER5356 | ER5183 | Qualify under Note 5 |
| Cast-to-wrought (Al-Si cast) | ER4043 | ER4145 (354.0, C355.0) | ER4043 (unaffected) |
Deux rappels de Conformité. Premièrement, ce Tableau résume la logique de sélection du Tableau 4.2 ; le Tableau 4.2 complet de la D1.2 est la matrice faisant autorité et doit être consulté pour les combinaisons non présentées ici. Deuxièmement, chaque sélection suppose que le Métal d'Apport est conforme à l'AWS A5.10/A5.10M selon le §4.4.1 ; la D1.2 n'a pas de chemin de DMOS préqualifié, donc toutes les procédures, y compris le choix du Métal d'Apport, doivent être qualifiées selon la Clause 3.
Conseil pour l'examen CWI : La différenciation chimique A5.10 entre l'ER4043 (Al-Si) et les Métaux d'Apport 5xxx (Al-Mg) est un modèle de question pour les parties B et C. Mémorisez que l'ER4043 est le seul Métal d'Apport Al-Si en service structurel A5.10, et que la Note 4 interdit les Métaux d'Apport Al-Mg au-dessus de 3 pour cent de Mg pour un service à long terme au-dessus de 150°F — l'ER5554 (2,4 à 3,0 % de Mg) est le seul Métal d'Apport Al-Mg qui échappe à la règle. L'interdiction intermétallique Mg2Si sur le 5xxx-avec-4043 est également un élément fréquent du CWI.
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Foire Aux Questions
Quelle est la différence entre l'ER4043 et l'ER5356 ?
L'ER4043 est un Métal d'Apport aluminium-silicium avec environ 5 pour cent de silicium (Si 4,5 à 6,0 pour cent selon le Tableau 1 de l'A5.10) et essentiellement zéro magnésium (0,05 pour cent Maximum). L'ER5356 est un Métal d'Apport aluminium-magnésium avec environ 5 pour cent de magnésium (Mg 4,5 à 5,5 pour cent). La chimie détermine l'application : l'ER4043 a une plage de solidification plus basse et une susceptibilité à la Fissuration à chaud plus faible, ce qui en fait le choix standard pour les alliages de base de la série 6xxx (6061, 6063, 6082) qui contiennent du magnésium et du silicium. L'ER5356 a une résistance et une ductilité du Métal Fondu plus élevées, ce qui en fait le choix typique pour les alliages de base de la série 5xxx à teneur moyenne en magnésium et pour les joints dissemblables 5xxx-à-6xxx. L'ER5356 est également le choix conservateur lorsqu'une Soudure d'Angle doit réussir un Essai de Rupture du Cordon d'Angle qui la charge en cisaillement ou en flexion.
Quel Métal d'Apport dois-je utiliser pour souder le 5083 au 6061 ?
L'ER5356 est le choix standard pour le Soudage du 5083 (série 5xxx, Al-Mg) au 6061 (série 6xxx, Al-Mg-Si) selon le Tableau 4.2 de la D1.2. N'utilisez jamais l'ER4043 sur un joint contenant du 5xxx. La raison est métallurgique : lorsqu'un Métal d'Apport aluminium-silicium (ER4043) est utilisé sur un Métal de Base 5xxx, le magnésium dans la base réagit avec le silicium dans le Métal d'Apport pour former un composé intermétallique fragile Mg2Si à la ligne de fusion. Cet intermétallique réduit fortement la ductilité et la ténacité et crée un mode de défaillance à long terme connu sous chargement cyclique ou de choc. L'ER5356 fournit la chimie contenant du magnésium qui correspond au côté 5xxx et produit une Zone Affectée Thermiquement saine et ductile des deux côtés du joint. Selon la Note 3 du Tableau 4.2, l'ER5183 et l'ER5556 sont également acceptables partout où l'ER5356 est indiqué.
Puis-je utiliser l'ER5356 pour chaque Soudage d'aluminium ?
Non. L'ER5356 est largement utilisé et est le bon choix pour de nombreux joints, mais il n'est pas universel selon la D1.2. Trois cas spécifiques nécessitent quelque chose de différent. Premièrement, les Soudures 6xxx-à-6xxx nécessitent généralement l'ER4043 (le Tableau 4.2 liste soit le 4043 soit le 5356 ; l'ER4043 a une susceptibilité à la Fissuration à chaud plus faible et produit des profils de cordon plus lisses que l'ER5356). Deuxièmement, la règle de service à long terme de 150°F (Note 4 du Tableau 4.2 de la D1.2) interdit les Métaux d'Apport Al-Mg contenant plus de 3 pour cent de magnésium dans les applications avec des Températures soutenues au-dessus de ce seuil — cette interdiction couvre l'ER5183 (4,3-5,2 % Mg), l'ER5356 (4,5-5,5 % Mg) et l'ER5556 (4,7-5,5 % Mg), mais ne couvre PAS l'ER5554 (Mg 2,4-3,0 %, au niveau ou en dessous du seuil de 3 %) qui est spécifiquement conçu pour le service 5454 à Température élevée. Troisièmement, le Soudage du 5083 au 5083 ou du 5083 au 5456 nécessite l'ER5183 ou l'ER5556 (l'ER5556 étant spécifiquement recommandé pour le 5456 sur lui-même selon la note de bas de page a du Tableau 4.2) — l'ER5356 n'est autorisé qu'en tant qu'alternative de la Note 3. Lire le Tableau 4.2 (ou qualifier une alternative selon la Note 5) est plus rapide que de deviner.
Quand dois-je utiliser l'ER5183 au lieu de l'ER5356 ?
Le Tableau 4.2 de la D1.2 indique l'ER5183 (ou l'ER5556) comme Métal d'Apport principal recommandé pour les alliages 5xxx à haute teneur en magnésium 5083 et 5456 soudés sur eux-mêmes. Selon la Note 3 du Tableau 4.2, l'ER5183 et l'ER5556 sont également des alternatives acceptables partout où l'ER5356 est indiqué. L'ER5183 a une teneur en magnésium légèrement plus élevée (4,3 à 5,2 pour cent) et notablement plus de manganèse (0,50 à 1,0 pour cent) que l'ER5356 (Mg 4,5 à 5,5, Mn 0,05 à 0,20 pour cent). La teneur plus élevée en manganèse confère à l'ER5183 une meilleure résistance à la traction et au cisaillement, en particulier lors du Soudage des alliages 5xxx à plus haute résistance. Utilisez l'ER5183 lorsque le Métal de Base est du 5083, lorsque vous avez besoin d'une résistance maximale du joint sur une application structurelle 5xxx, ou partout où l'ER5356 est indiqué et que vous souhaitez la substitution optimisée en résistance selon la Note 3 (le 5086 est inclus — le Tableau 4.2 liste l'ER5356 comme primaire pour le 5086, avec l'ER5183 acceptable comme alternative de la Note 3). Utilisez l'ER5356 pour les travaux 5xxx à teneur moyenne en Mg (5052, 5154/5254) et les joints dissemblables 5xxx-à-6xxx où la résistance standard du 5xxx est suffisante et où la simplicité de stockage est importante.
What is the 3% Mg / 150°F long-term service rule?
La Note 4 du Tableau 4.2 de la D1.2 stipule textuellement : « Les alliages Al-Mg contenant plus de 3% de Mg ne doivent pas être utilisés dans des applications où des expositions à long terme au-dessus de 150°F sont rencontrées. » La règle couvre les Métaux d'Apport Al-Mg au-dessus du seuil de 3 pour cent de magnésium : ER5183 (4,3-5,2 % Mg), ER5356 (4,5-5,5 % Mg) et ER5556 (4,7-5,5 % Mg). Elle ne couvre PAS l'ER5554 (Mg 2,4-3,0 %, au niveau ou en dessous du seuil de 3 %) — l'ER5554 est spécifiquement conçu pour être utilisé en service 5454 à Température élevée. L'ER4043 (un Métal d'Apport aluminium-silicium avec pratiquement zéro magnésium, 0,05 % Maximum) n'est pas non plus affecté par la Note 4. Le mécanisme est la précipitation soutenue de Mg2Al3 aux joints de grains au-dessus d'environ 150°F, ce qui sensibilise le Métal Fondu à haute teneur en Mg à la Corrosion Sous Contrainte sous chargement de traction, en particulier dans les atmosphères contenant des chlorures ou marines. Implication pratique : les récipients sous pression, les tuyauteries de fluides chauds et tout composant en aluminium avec un service continu au-dessus de 150°F doivent utiliser l'ER4043, l'ER5554 (lorsque l'alliage de base est du 5454 et qu'une chimie contenant du Mg est nécessaire), ou qualifier une alternative selon la Note 5.
L'AWS D1.2 exige-t-elle que j'utilise uniquement des Métaux d'Apport A5.10 ?
Le §4.4.1 de la D1.2 stipule explicitement que le Métal d'Apport doit être conforme à l'AWS A5.10/A5.10M, la Spécification pour les électrodes et baguettes de Soudage en aluminium nu et en alliages d'aluminium. Notez que la D1.2 n'a pas de concept de DMOS préqualifié — chaque DMOS selon la D1.2 doit être qualifié selon la Clause 3, et le §4.4.1 ancre l'exigence de Métal d'Apport universellement à travers toutes les procédures qualifiées. La Note 5 du Tableau 4.2 réserve une voie pour les applications où des exigences spécifiques rendent nécessaire la sélection d'alliages d'apport autres que ceux présentés, mais cette voie s'applique à la sélection au sein de la famille A5.10 plutôt qu'à l'autorisation de Métaux d'Apport non A5.10. L'ASME IX, l'AS/NZS 1554.5, l'EN ISO 18273 et d'autres régimes de Code ont leurs propres ancres de Spécification de Métal d'Apport qui peuvent chevaucher l'A5.10 mais ne sont pas interchangeables. Si vous travaillez selon la D1.2, la Conformité A5.10/A5.10M est la règle.
Pourquoi l'ER5556 est-il spécifiquement recommandé pour le Soudage du 5456 ?
La note de bas de page a du Tableau 4.2 dans la D1.2 stipule : « Le 5556 est recommandé pour le Soudage du 5456 sur lui-même. » La raison est l'appariement de la résistance. Le Métal de Base 5456 est l'un des alliages aluminium-magnésium corroyés les plus résistants, avec une teneur en magnésium d'environ 5 pour cent. L'ER5556 a la teneur en magnésium la plus proche (4,7 à 5,5 pour cent) plus une teneur élevée en manganèse (0,50 à 1,0 pour cent), ce qui confère au Métal Fondu des Propriétés mécaniques qui approchent la résistance recuite Brut de soudage de la base 5456. La cellule du Tableau 4.2 pour le 5083/5456 au 5083/5456 indique « 5183, 5556 » comme recommandation principale, et l'ER5356 n'est autorisé qu'en tant qu'alternative de la Note 3. Pour les structures marines, de transport ou sous pression à haute résistance fabriquées à partir de 5456, l'ER5556 est le choix technique ; pour les travaux ou réparations 5456 à contrainte plus faible, l'ER5183 ou l'ER5356 peuvent être acceptables.