Quatre méthodes pour l’élimination de l’oxydation de l’aluminium

Alors que certaines personnes souhaitent simplement éliminer les oxydes d’aluminium pour des raisons esthétiques, leur retrait présente également d’autres avantages. L’élimination des oxydes est essentielle afin d’obtenir des produits de haute qualité pour les raisons suivantes :

• Elle permet d’éviter toute contamination de l’optique : les oxydes doivent être retirés avant le processus de soudure. S’ils pénètrent dans les soudures, ils peuvent augmenter leur porosité, ce qui limite leur résistance et accélère leur détérioration.
• Elle optimise la résistance d’adhésion des revêtements et des adhésifs : les oxydes peuvent diminuer la résistance d’adhésion des revêtements et des adhésifs en réduisant la surface de contact entre les matériaux collés.
• Elle rend les pièces plus durables : l’oxyde d’aluminium est un matériau poreux et, au fil du temps, il peut entraîner une plus grande corrosion sous la couche d’oxyde. L’élimination de l’oxyde présent sur d’anciennes pièces en aluminium permet de les rendre plus durables.

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Table des matières

• Qu’est-ce que l’oxydation de l’aluminium ?
• Quatre méthodes pour éliminer l’oxydation de l’aluminium
  • 1. Nettoyage laser
  • 2. Décapage (nettoyage chimique)
  • 3. Abrasion mécanique
  • 4. Nettoyage alcalin et acide
• Exemples d’élimination de l’oxyde d’aluminium
  • Élimination de l’oxyde pour le collage par adhésif d’une carcasse de moteur électrique
  • Élimination de l’oxyde pour la soudure d’une batterie de voiture électrique
  • Élimination de l’oxyde pour le revêtement par projection thermique d’une plaque bipolaire

Qu’est-ce que l’oxydation de l’aluminium ?

Couche épaisse d’oxydation de l’aluminium (source de l’image)

L’oxydation de l’aluminium est une forme de corrosion qui apparaît sous la forme d’une poudre blanche ou d’une couche grise à la surface de l’aluminium. Lorsque la couche d’oxyde est extrêmement fine (une épaisseur de quelques nanomètres), elle est presque transparente. Si les oxydes sont visibles à l’œil nu, cela signifie que la couche est plus épaisse et qu’il s’agit d’une forme d’oxydation avancée.

La formule chimique de l’oxyde d’aluminium est Al²O³. Il est formé par la réaction chimique des molécules d’aluminium (Al) avec des molécules d’oxygène (O²). Étant donné que l’oxygène est présent partout, aussi bien dans l’air ambiant que dans les gouttes d’eau, l’oxydation de l’aluminium est difficile à prévenir.

L’aluminium est réputé pour résister à la corrosion. En effet, lorsqu’une couche d’oxyde s’est formée, elle le protège en ralentissant toute oxydation supplémentaire. Cette protection naturelle est l’une des raisons pour lesquelles l’aluminium est si populaire.

Toutefois, l’oxyde d’aluminium est un matériau poreux. Par conséquent, une plus grande corrosion peut se former sous la couche d’oxyde au fil du temps, en particulier au sein d’environnements humides.

Quatre méthodes pour éliminer l’oxydation de l’aluminium

L’aluminium oxydé peut être nettoyé de plusieurs manières différentes. Le nettoyage laser, les abrasifs mécaniques, les décapants chimiques et d’autres produits chimiques se sont tous révélés efficaces. Intéressons-nous à présent à leur fonctionnement, ainsi qu’à leurs avantages et leurs inconvénients.

1. Nettoyage laser

Le nettoyage laser est un processus qui consiste à retirer les oxydes d’aluminium par ablation, en les transformant en poussière et en fumées. Alors que l’énergie du faisceau laser est absorbée par la surface, les oxydes et les contaminants de la surface sont chauffés jusqu’à ce qu’ils se vaporisent.

Le seuil d’ablation des oxydes d’aluminium est plus bas que celui du substrat d’aluminium en dessous. Cela signifie que le laser peut envoyer juste assez d’énergie afin de retirer les oxydes sans endommager l’aluminium. Si ce processus vous intéresse, vous pouvez en apprendre davantage à propos du fonctionnement du nettoyage laser ici.

2. Décapage (nettoyage chimique)

Le décapage consiste à utiliser des acides ou d’autres produits chimiques pour éliminer les oxydes et les impuretés de la surface de l’aluminium. Pendant le décapage, l’aluminium est exposé à une solution acide qui réagit avec la couche d’oxyde, entraînant ainsi la rupture de sa liaison avec la surface et sa dissolution dans la solution.

En général, le décapage sert à préparer l’aluminium en vue d’un processus de soudure ou de revêtement. La méthode de décapage la plus courante est l’immersion, où l’aluminium est immergé dans une solution acide. Pour la soudure, d’autres méthodes peuvent être utilisées. On peut par exemple appliquer manuellement une brosse en carbone chauffée sur les joints soudés (comme illustré dans la vidéo précédente) ou bien utiliser des robots pour appliquer des acides à l’aide d’une brosse ou d’un spray.

Après le processus de décapage, le décapant acide doit être éliminé de la surface de l’aluminium et neutralisé. Pour ce faire, il est possible d’essuyer la surface au moyen d’un chiffon propre humide, d’appliquer un agent de neutralisation, puis de rincer le tout à l’eau. Sinon, la pièce en aluminium peut être immergée dans divers bains. Un séchage minutieux est essentiel pour veiller à ce qu’aucun résidu acide ni agent de neutralisation ne reste sur la surface.

3. Abrasion mécanique

Les abrasifs mécaniques tels que les laines, les papiers abrasifs, les outils à brosser et les outils de décapage à l’abrasif s’appuient sur le mécanisme d’abrasion pour éliminer l’oxyde de l’aluminium. Qu’elles soient appliquées par l’abrasif d’un papier, les poils d’une brosse rotative ou les particules abrasives d’un outil de décapage à l’abrasif, la force physique et la friction enlèvent graduellement l’oxyde.

L’oxyde d’aluminium est un matériau rigide et durable qui est fortement lié à l’aluminium sur lequel il se trouve. Par conséquent, il est difficile de l’éliminer à l’aide des méthodes abrasives (contrairement à la rouille orange et friable qui se forme sur l’acier). Si vous comptez utiliser ces méthodes, vous allez avoir besoin de beaucoup d’huile de coude.

L’abrasion mécanique génère également de grandes quantités de poussière, que vous devez gérer correctement pour éviter les problèmes suivants :

• Les particules de poussière issues du processus d’abrasion peuvent recontaminer la surface nettoyée, ce qui peut nuire à la qualité des revêtements et des soudures.
• Inhalée en grande quantité, la poussière d’aluminium peut entraîner des problèmes respiratoires.
• Comme toutes les poussières métalliques, la poussière d’aluminium est un matériau combustible susceptible de s’enflammer ou de causer une explosion.

En 2009, L’Occupational Safety and Health Administration (OSHA) des États-Unis a communiqué certaines précautions pour éviter les explosions lors du meulage de l’aluminium :

Une telle réaction se produit lorsqu’une particule d’aluminium et un oxyde de métal, comme de la rouille, sont enflammés par une source de chaleur et brûlent chimiquement […]. Cette réaction est semblable à l’explosion de feux d’artifice, peut créer des étincelles de 2 482 °C (4 500 °F) et est susceptible de se produire lorsqu’une meuleuse est utilisée sur un matériau ferrique (p. ex. l’acier) avant d’être utilisée sur un matériau en aluminium, ou vice versa.

Dangers associés au meulage de l’aluminium, 8 octobre 2009

Par exemple, il n’est pas recommandé d’utiliser de la laine d’acier pour nettoyer de l’aluminium oxydé, car elle risque d’introduire des particules de fer sur la surface de l’aluminium. Cela pourrait causer une corrosion galvanique, une forme de corrosion entre différents types de métaux qui peut sévèrement compromettre l’intégrité structurale de l’aluminium.

Pour le nettoyage manuel, un outil à brosser en acier inoxydable est un bon outil. En effet, l’acier inoxydable est plus dur que l’oxyde d’aluminium et n’introduira donc pas de particules d’acier sur la surface.

4. Nettoyage alcalin et acide

Grâce aux solutions alcalines et acides, les aficionados du bricolage peuvent utiliser des articles ménagers ordinaires pour nettoyer l’aluminium.

Les solutions alcalines permettent de neutraliser et de décomposer les graisses, les huiles, la poussière et la saleté, mais elles ne conviennent pas à l’élimination des oxydes. Ces solutions sont composées de produits chimiques avec un pH supérieur à 7, comme du bicarbonate de soude ou du savon, mélangés à de l’eau. Après un nettoyage alcalin, les contaminants peuvent être facilement éliminés avec de l’eau et un chiffon propre.

Le nettoyage alcalin est idéal pour la préparation des surfaces en vue de l’élimination de l’oxyde, par exemple dans le cadre d’une abrasion mécanique au papier abrasif. Pour en savoir plus, consultez ce guide sur le nettoyage alcalin.

Les solutions acides peuvent décomposer et dissoudre les oxydations et les ternissements légers. Elles sont composées de produits chimiques avec un pH inférieur à 7, comme du jus de citron, du vinaigre blanc ou de la crème de tartre, mélangés à de l’eau.

Bien que le nettoyage acide puisse éliminer les oxydations légères, il peine à venir à bout des oxydes fortement incrustés ou présents en couches épaisses. Pour les applications intensives, vous devez utiliser des nettoyants pour aluminium spéciaux, fabriqués à partir de composants plus puissants.

Après avoir utilisé des solutions acides ou alcalines, veillez à bien éliminer tous les produits chimiques de la surface de l’aluminium (surtout avant de la nettoyer avec des abrasifs). Vous pouvez également appliquer un revêtement de protection, comme un enduit lustré ou un traitement anodique, pour renforcer davantage la résistance à la corrosion et prolonger la durée de vie de la pièce.

(Source de l’image)

Exemples d’élimination de l’oxyde d’aluminium

Ces vidéos présentent des exemples d’élimination de l’oxyde au laser en vue de la préparation de divers produits en aluminium aux processus de collage par adhésif, de soudure et de revêtement.

Élimination de l’oxyde pour le collage par adhésif d’une carcasse de moteur électrique

Élimination de l’oxyde pour la soudure d’une batterie de voiture électrique

Élimination de l’oxyde pour le revêtement par projection thermique d’une plaque bipolaire

Parlez-nous de votre application d’élimination de l’oxyde au laser

Maintenant que vous connaissez les différentes méthodes d’élimination des oxydes, vous devriez avoir une bonne idée de celle qui vous conviendra le mieux. Pour l’élimination de l’oxyde au laser, n’hésitez pas à contacter nos experts afin de discuter de votre application et de trouver une solution qui répondra à vos besoins.

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