L'alliage 5052 est l'un des alliages d'aluminium-magnésium les plus largement spécifiés pour les structures marines. La sélection de la bonne épaisseur de tôle est toujours un équilibre entre la résistance structurelle, le poids, la soudabilité, les performances contre la corrosion et le coût des matériaux. Les sections ci-dessous présentent les gammes d'épaisseurs normalement laminées pour la construction navale, les normes qui les définissent et les contrôles de conception qui déterminent le nombre final sur un dessin.
Gamme commune d'épaisseur de plaque d'aluminium 5052 pour la construction navale
Les plaques utilisées pour les coques, les ponts et la structure interne sont généralement laminées entre 1,6 mm et 6 mm. Des sections plus lourdes sont produites pour les quilles, les bâtis moteurs et les renforts locaux.
1,6 mm - 2.5 mm :embarcations légères, superstructures, panneaux non-porteurs-et revêtements internes.
3 mm - 4 mm :bateaux de travail-de taille moyenne, petits cargos, bordés de pont et cloisons étanches.
5 mm - 6 mm :les navires plus grands, les bordés de fond, les quilles et les cadres qui supportent de lourdes charges ou subissent des impacts.
La tolérance d'épaisseur doit être indiquée par rapport à la norme commandée, car l'écart négatif autorisé est proportionnellement plus grand sur les tôles fines et affecte directement le calcul de l'échantillonnage.
Sélection de l'épaisseur par fonction structurelle
| Épaisseur | Composant typique | Raison de conception |
|---|---|---|
| 1.6 - 2.5 mm | Superstructure, panneaux de rouf, revêtements intérieurs | Faible poids, formage et soudage faciles, rigidité adéquate avec raidisseurs |
| 3 - 4 mm | Bordé du pont principal, cloisons, parois des réservoirs de carburant et d'eau | Résistance, rigidité et poids équilibrés ; bon comportement à la fatigue |
| 5 - 6 mm | Carénage inférieur, quille, membrures, lits moteurs | Haute résistance locale, résistance aux chocs et à l'abrasion dans la zone chargée |
| 6 mm et plus | Patin de quille, étrave, renfort local, hiloires d'écoutille | Résiste aux charges de mise à la terre et aux forces concentrées des machines |
Normes et tempéraments derrière les chiffres
L'alliage 5052 est un alliage d'Al-Mg non-traitable thermiquement- et est fourni dans les états O, H32, H34 ou H112. Les qualités marines sont normalement commandées par rapport aux documents suivants, et l'épaisseur, la tolérance et les valeurs mécaniques indiquées doivent provenir de la même norme utilisée dans le calcul de conception.
ASTM B928 :produits en alliage d'aluminium à haute teneur en magnésium-pour le service maritime et les environnements similaires.
ASTM B209 :tôles et plaques d'aluminium, y compris l'alliage 5052, avec des tolérances d'épaisseur spécifiées.
EN 485-2 et EN 485-4 :propriétés mécaniques et tolérances des-tôles, bandes et tôles laminées à froid.
GB/T 3880.2 et GB/T 3880.3 :propriétés mécaniques et tolérances dimensionnelles des plaques et tôles d'aluminium corroyé.
Série ISO 12215 :pressions d'échantillonnage et de conception pour les petites embarcations, largement appliquées aux coques en aluminium.
Les valeurs mécaniques typiques du 5052 recuit sont une résistance à la traction d'environ 195 MPa avec un allongement d'environ 25 pour cent ; l'état H32 écroui au travail atteint environ 230 MPa en traction avec une limite d'élasticité de 0,2 % proche de 195 MPa. La contrainte d'élasticité plus élevée est la raison pour laquelle le H32 est préféré pour le bordé de pont et de coque, tandis que l'état O est sélectionné lorsqu'un formage sévère est requis.
Comment déterminer l'épaisseur optimale
Type et objectif du navire :les bateaux de loisirs privilégient un placage plus fin pour plus de vitesse ; les bateaux de travail et les navires de transport ont besoin d'un placage plus épais pour plus de durabilité.
Taille du navire :des portées plus longues et un déplacement plus élevé augmentent les moments de flexion et donc l'épaisseur des plaques.
Fonction structurelle :Le bordé de coque et de pont est régi par la pression locale et l'espacement des raidisseurs ; les quilles et le bordé de fond par des charges d'impact et d'échouement.
Soudure et fabrication :Le 5052 se soude facilement avec le fil d'apport 5356 ou 5554, mais l'apport de chaleur et la préparation des joints doivent être contrôlés sur des calibres plus lourds pour limiter la distorsion.
Corrosion et revêtement :une plaque plus épaisse supporte une masse thermique plus importante, ce qui influence le durcissement et l'adhérence du revêtement ; la préparation de la surface reste le facteur décisif pour les performances à long terme-.
Coût et poids :chaque millimètre supplémentaire ajoute du poids, réduit la charge utile et augmente le coût des matériaux et du carburant, de sorte que l'épaisseur minimale conforme est normalement le choix économique.
Effet de l'épaisseur sur les performances du navire
La réduction de l'épaisseur de la plaque réduit la cylindrée, ce qui réduit la puissance moteur requise et la consommation de carburant et peut augmenter la vitesse de service. L'augmentation de l'épaisseur augmente le module de section et la résistance à la fatigue, en particulier dans la zone du fond et de la quille, mais une épaisseur excessive ajoute du poids à la structure et peut réduire les marges de stabilité. L'optimum est donc la tôle la plus fine qui satisfait à la règle d'échantillonnage, au cas de pression locale et aux limites de soudage et de manutention du chantier.
Foire aux questions
Q : Quelle épaisseur de plaque d’aluminium 5052 est utilisée pour les coques de bateaux ?
Les coques sont le plus souvent construites à partir de plaques de 3 mm à 6 mm, les embarcations plus légères utilisant des panneaux de 1,6 mm à 2,5 mm et les navires de travail plus grands utilisant 6 mm et plus dans la zone du fond et de la quille.
Q : L'aluminium 5052 convient-il au placage sous la-ligne de flottaison ?
Oui. 5052 résiste bien à la corrosion par l'eau de mer et est largement utilisé pour les surfaces mouillées. Il doit être isolé des métaux différents et protégé contre les fissures autour des fixations et des raccords.
Q : Quelle trempe doit être spécifiée pour la plaque marine ?
H32 ou H34 est spécifié lorsqu'une contrainte d'élasticité plus élevée est nécessaire pour le placage, O trempe lorsque la plaque doit être formée ou laminée jusqu'à une courbure serrée, et H112 pour les sections plus lourdes laminées à chaud -.
Q : Comment la tolérance d’épaisseur de plaque est-elle définie ?
La tolérance est définie par la norme de commande, par exemple ASTM B209 ou EN 485-4, et est exprimée sous la forme d'un écart négatif et positif admissible par rapport à l'épaisseur nominale mesurée à l'extérieur des bords laminés.
Q : La plaque 5052 peut-elle être soudée sans traitement thermique après-soudage ?
Oui,. 5052 n'est pas renforcé par traitement thermique, les joints soudés ne nécessitent donc pas de traitement thermique après-soudage. Le soudage avec le mastic 5356 rétablit la résistance des joints au niveau du métal de base.
Q : Une plaque 5052 plus épaisse améliore-t-elle le rendement énergétique ?
Non, c'est le contraire. Une plaque plus épaisse augmente le déplacement et la surface mouillée, ce qui augmente la demande de puissance. L'épaisseur doit donc être basée sur des exigences structurelles et non sur une hypothèse d'efficacité.
