(1) Les composites à matrice d'aluminium brasés présentent principalement des caractéristiques de brasage, notamment le renforcement par particules (y compris les whiskers) et par fibres. Les matériaux de renforcement les plus courants sont le bore (B), le noir de carbone (CB) et le carbure de silicium (SiC).
Lors du brasage et du chauffage des composites à matrice d'aluminium, l'aluminium de la matrice réagit facilement avec la phase de renforcement, notamment par diffusion rapide du silicium contenu dans le métal d'apport vers le métal de base et formation d'une couche superficielle fragile. En raison de la grande différence de coefficient de dilatation linéaire entre l'aluminium et la phase de renforcement, un chauffage inadéquat lors du brasage engendre des contraintes thermiques à l'interface, susceptibles de provoquer des fissures au niveau du joint. Par ailleurs, la mouillabilité entre le métal d'apport et la phase de renforcement étant faible, la surface brasée du composite doit être traitée ou un métal d'apport activé utilisé. Le brasage sous vide est à privilégier autant que possible.
(2) Les composites à matrice d'aluminium renforcés par des particules de SiC ou de type B peuvent être brasés. Le traitement de surface avant soudage peut consister en un ponçage, un brossage métallique, un lavage alcalin ou un nickelage chimique (épaisseur du revêtement : 0,05 mm). Les métaux d'apport utilisés sont le s-cd95ag, le s-zn95al et le s-cd83zn, chauffés à la flamme oxyacétylénique douce. De plus, une résistance élevée de l'assemblage peut être obtenue par brasage par grattage avec de la brasure s-zn95al.
Le brasage sous vide peut être utilisé pour l'assemblage de composites à matrice d'aluminium 6061 renforcés de fibres courtes. Avant le brasage, la surface doit être poncée avec du papier abrasif de grain 800, puis brasée au four après un nettoyage par ultrasons à l'acétone. Le métal d'apport Al-Si est principalement utilisé. Afin d'empêcher la diffusion du silicium dans le métal de base, une couche barrière de feuille d'aluminium pur peut être déposée sur la surface à braser du composite, ou bien un métal d'apport b-Al64SimgBi (11,65i-15mg-0,5bi) présentant une résistance au brasage plus faible peut être choisi. La plage de température de fusion du métal d'apport est de 554 à 572 °C, la température de brasage peut être de 580 à 590 °C, la durée de brasage est de 5 minutes et la résistance au cisaillement du joint est supérieure à 80 MPa.
Pour les composites à matrice d'aluminium renforcés par des particules de graphite, le brasage sous atmosphère protectrice est actuellement la méthode la plus performante. Afin d'améliorer la mouillabilité, il est nécessaire d'utiliser une brasure Al-Si contenant du magnésium.
Comme pour le brasage sous vide de l'aluminium, la mouillabilité des composites à matrice d'aluminium peut être considérablement améliorée en introduisant de la vapeur de magnésium ou une aspiration de titane et en ajoutant une certaine quantité de magnésium.
Date de publication : 13 juin 2022