Fil en alliage Al-Mg ER5154 : résistance, utilisations et guide de sélection

Author: admin / 2026-06-07

Parmi les consommables de soudage de l'aluminium, Fil en alliage Al-Mg ER5154 occupe une fenêtre de performance définie avec précision — plus résistante que les charges à base de silicium ER4043, plus résistante à la corrosion que l'ER5052 et formulée spécifiquement pour le soudage de métaux de base aluminium-magnésium de résistance moyenne dans les environnements marins, d'appareils sous pression et de fabrication structurelle. Pour obtenir la bonne spécification, il faut comprendre où ER5154 s'intègre dans le système de classification des charges AWS A5.10, quelles propriétés mécaniques le métal de soudure déposé offre, comment faire correspondre le diamètre du fil et les paramètres de processus à l'application, et quelles conditions environnementales nécessitent ER5154 par rapport aux désignations d'alliage concurrentes.

ER5154 — Classification AWS A5.10

Série Al-Mg / 3,1 – 3,9 % de magnésium / équilibre aluminium

MIG (GMAW) TIG (GTAW) Qualité marine Récipient sous pression Ne peut pas être traité thermiquement

240

MPa

Min. résistance à la traction (une fois soudée)

3,9%

mg max.

Teneur en magnésium selon AWS A5.10

-65°C

à 150°C

Plage de température de fonctionnement

Quelles applications conviennent au fil ER5154 ?

Le fil ER5154 est formulé pour le soudage des métaux de base en aluminium de la série 5xxx – principalement les alliages 5154, 5254, 5454 et 5056 – où le métal déposé doit correspondre ou dépasser la résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques du matériau de base. Sa teneur modérée en magnésium de 3,1 à 3,9 % le positionne entre le ER5052 à faible teneur en Mg et le ER5183 à haute teneur en Mg dans la matrice de sélection des charges d'aluminium.

Fabrication maritime

Coques de bateaux, structures de pont, réservoirs de carburant et passerelles fabriqués à partir de plaques d'aluminium de la série 5xxx. Le ER5154 est préféré au ER4043 dans les environnements marins car les charges à base de silicium accélèrent la corrosion galvanique lorsqu'elles sont immergées dans l'eau salée. Le potentiel de corrosion du dépôt de soudure correspond étroitement aux métaux de base 5154 et 5454, empêchant ainsi une attaque préférentielle de la zone de soudure en immersion dans l'eau de mer.

Appareils à pression et réservoirs

Réservoirs de stockage pour produits chimiques, GPL, fluides cryogéniques et gaz de procédé fabriqués à partir de plaques 5154-H32 ou 5454-H34. AWS D1.2 et ASME Section IX qualifient ER5154 pour les soudures sous pression dans ces applications. La faible sensibilité aux fissures de l'alliage et sa capacité de pénétration totale sur des épaisseurs de matériau de 3 mm à 50 mm en font une spécification de charge standard dans les codes de fabrication des récipients sous pression.

Structures de transport

Carrosseries de camions, remorques-citernes, carrosseries de wagons et structures d'autobus fabriquées à partir d'extrusions et de plaques de la série 5xxx. L'ER5154 offre une résistance adéquate une fois soudée pour les joints structurels non traités thermiquement tout en conservant la ductilité nécessaire pour absorber les cycles de fatigue liés aux charges routières - une combinaison que les charges à haute teneur en magnésium ER5356 peuvent compromettre en raison de contraintes résiduelles élevées dans les joints à section mince.

Architectural et structurel

Encadrement de murs-rideaux, tabliers de pont et éléments structurels dans des environnements atmosphériques côtiers ou industriels. ER5154 est spécifié lorsque la soudure finie doit résister aux polluants industriels, aux pluies acides et aux dépôts de sel côtiers sans revêtement protecteur. L’efficacité des joints dépasse 85 % de la résistance à la traction des métaux de base dans les configurations de joints en T et de joints bout à bout sur les métaux de base 5154 et 5454.

Compatibilité des métaux de base — Filler ER5154

Métaux de base recommandés

5154, 5254 — série d'alliages à correspondance directe
5454, 5056 — Combinaison qualifiée AWS A5.10
5052 — acceptable avec une efficacité de joint réduite
3003, 3004 — application structurelle limitée

Évitez ces métaux de base

6061, 6063 — utilisez plutôt ER4043 ou ER5356
Série 7xxx : les charges à haute teneur en magnésium provoquent des fissures à chaud
Série 2xxx — incompatibilité des charges avec les alliages à base de cuivre
Aluminium pur 1xxx – inadéquation de résistance

Quelle est la résistance du fil de soudage ER5154 ?

Les propriétés mécaniques du métal fondu déposé ER5154 sont régies par les spécifications minimales AWS A5.10/ISO 18273. Les figures ci-dessous représentent les résultats d'essais sur tous métaux fondus – propriétés mesurées sur des dépôts de soudure effectués dans des conditions de laboratoire contrôlées, qui servent de référence pour les calculs techniques.

Propriété	ER5154 (tel que soudé)	ER5052 (tel que soudé)	ER5356 (tel que soudé)	ER4043 (tel que soudé)
Résistance à la traction	240 MPa min.	175 MPa min.	260 MPa min.	145 MPa min.
Limite d'élasticité (0,2%)	130 – 150 MPa	95 – 110 MPa	145 – 165 MPa	70 – 85 MPa
Allongement	17 – 22%	17 – 22%	17 – 20%	9 – 12%
Dureté (HB)	60 – 68	45 – 55	65 – 75	35 – 45
Résistance au cisaillement	140 – 155 MPa	100 – 115 MPa	155 – 170 MPa	80 – 95 MPa

Remarque sur le traitement thermique

ER5154 est une charge ne pouvant pas être traitée thermiquement — le traitement thermique après soudage (PWHT) n'augmente pas la résistance du métal fondu et peut réduire la résistance à la corrosion en précipitant la phase bêta (Al3Mg2) aux joints de grains au-dessus de 65 °C. Pour les applications nécessitant un traitement thermique après soudage, consultez le code de fabrication applicable avant de spécifier ER5154 plutôt que des charges alternatives de la série 5xxx ou 4xxx.

Quel fil ER5154 offre la meilleure résistance à la corrosion ?

Fil en alliage Al-Mg ER5154 tire sa résistance à la corrosion de sa teneur en magnésium et de la compatibilité électrochimique de son dépôt de soudure avec les métaux de base de la série 5xxx. Trois mécanismes de corrosion distincts sont pertinents pour spécifier le ER5154 dans les environnements de service.

Immersion en eau salée et marine

Les dépôts de soudure ER5154 ont un potentiel de corrosion d'environ -760 mV (SCE) dans une solution de NaCl à 3,5 % — correspondant étroitement aux métaux de base 5154 et 5454 entre -740 et -760 mV. Cette correspondance potentielle empêche la formation de couple galvanique entre la zone de soudure et la ZÀ, qui constitue le mécanisme de corrosion dominant dans les structures soudées en aluminium dans l'eau de mer. Des tests d'immersion comparatifs montrent que les dépôts d'ER5154 perdent moins de 0,05 mm/an dans des environnements d'eau de mer immergés en permanence à température ambiante.

Résistance intergranulaire et sensibilisation

Les alliages aluminium-magnésium avec une teneur en Mg supérieure à 3 % peuvent être sensibilisants (précipitant une phase bêta sensible à la corrosion aux joints de grains) lorsqu'ils sont maintenus à des températures comprises entre 65 °C et 175 °C pendant des périodes prolongées. ER5154, à 3,1–3,9 % de Mg, se situe à la limite inférieure de cette plage de risque de sensibilisation. Pour les applications impliquant un service soutenu à température élevée, l’ER5052 (2,2 à 2,8 % de Mg) constitue une alternative plus sûre ; pour les services marins et chimiques à température ambiante, l'ER5154 ne présente aucun risque de sensibilisation dans son enveloppe de fonctionnement nominale.

Corrosion atmosphérique et industrielle

Lors des tests d'exposition atmosphérique selon le brouillard salin ASTM B117 (cycle de 500 heures), les dépôts de soudure ER5154 sur le métal de base 5154 ne montrent aucune initiation de piqûres après 500 heures. Les données d'exposition en atmosphère industrielle provenant d'environnements côtiers et pétrochimiques montrent des taux d'oxydation de surface inférieurs à 0,02 mm/an sans revêtement protecteur. Cette performance atmosphérique dépasse d'un facteur trois à quatre les dépôts ER4043 dans les atmosphères industrielles chargées en chlorures.

Comment choisir le fil en alliage ER5154

La sélection de la spécification correcte du fil ER5154 implique de faire correspondre cinq paramètres au processus de soudage, à l'état du métal de base et à l'environnement de service avant de passer commande.

Sélection du diamètre du fil

Les applications MIG (GMAW) utilisent du fil de 0,9 mm pour des épaisseurs de matériau allant jusqu'à 4 mm, de 1,0 à 1,2 mm pour 4 à 12 mm et de 1,6 mm pour des matériaux supérieurs à 12 mm ou pour le soudage de production à taux de dépôt élevé. Les diamètres de tige TIG (GTAW) de 1,6 mm, 2,4 mm et 3,2 mm correspondent à des épaisseurs de métal de base de 1,5 à 4 mm, 3 à 8 mm et 6 à 15 mm respectivement. Un fil sous-dimensionné produit des défauts de recouvrement à froid sur des sections plus épaisses ; un fil surdimensionné sur un matériau mince provoque des brûlures et un apport de chaleur excessif à la ZAT.

Etat et état de surface

Spécifiez un fil enroulé avec une finition brillante ou une couche de précision pour les applications MIG : des couches d'oxyde non uniformes sur la surface du fil introduisent une instabilité de l'arc et une porosité de soudure sur l'aluminium. Le fil doit être stocké dans un emballage scellé à une humidité relative inférieure à 60 % ; L'absorption d'humidité à la surface du fil est la principale cause de porosité à l'hydrogène dans les soudures MIG en aluminium. Rejetez tout fil présentant une décoloration de la surface, des taches d'oxydation ou des dommages à la bobine avant utilisation.

Certification et traçabilité

Exiger un fil certifié AWS A5.10 / ASME SFA-5.10 avec un certificat de test en usine (MTC) indiquant la composition chimique réelle par chaleur. Pour les applications d'appareils sous pression et aérospatiales, la certification EN ISO 18273 et la documentation d'inspection par un tiers sont requises dans la plupart des codes de fabrication applicables. Confirmez que le numéro de lot du certificat correspond aux marquages de la bobine de fil avant utilisation : un fil d'apport non certifié ou mal identifié constitue une non-conformité aux normes de fabrication ASME, EN 1090 et AWS D1.2.

Sélection du gaz de procédé

Le soudage MIG ER5154 nécessite un gaz de protection 100 % argon ou des mélanges Ar/He (jusqu'à 25 % d'hélium pour une pénétration accrue sur les matériaux supérieurs à 10 mm). L'ajout d'hélium augmente la tension de l'arc et l'apport de chaleur, ce qui est bénéfique sur les sections lourdes, préjudiciable sur les matériaux en feuille inférieurs à 3 mm. Les ajouts de CO2 ne sont pas acceptables pour l'aluminium MIG : le dioxyde de carbone réagit avec le bain fondu, introduisant de la porosité et des inclusions d'oxydes qui réduisent la résistance à la traction du métal soudé en dessous des exigences minimales de l'AWS.

Correspondance entre la résistance des charges et celle des métaux de base

Vérifiez que l'ER5154 atteint l'efficacité de joint requise pour le calcul structurel. Sur le métal de base 5154-H32 (résistance à la traction 230 à 270 MPa), l'ER5154 à 240 MPa minimum offre une efficacité de joint de 89 à 100 % dans les soudures bout à bout. Sur le métal de base 5454-H34 à plus haute résistance (270 à 305 MPa), l'efficacité des joints chute à 79 à 89 %, ce qui peut nécessiter une allocation de conception ou un passage à l'ER5356 si les exigences d'efficacité des joints dépassent 90 % selon le code structurel applicable.

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