Uz rast aluminija u industriji zavarivanja i prihvaćanja kao odlična alternativa čeličnom čeliku za mnoge aplikacije, postoje povećani zahtjevi za onima koji su uključeni u razvoj aluminijskih projekata kako bi postali poznatiji sa ovom grupom materijala. Da biste u potpunosti razumjeli aluminij, preporučljivo je započeti postajući upoznavajući se sa aluminijskim sustavom identifikacijskih / oznaka, mnogim aluminijumskim legurima i njihovim karakteristikama.

Sistem temperamenta i označavanja aluminijumskog legure- U Sjevernoj Americi, aluminijumski udruženje Inc. odgovoran je za raspodjelu i registraciju aluminijumskih legura. Trenutno postoji preko 400 aluminija od kovanog aluminija i kovanog aluminija i preko 200 legura aluminija u obliku odljevaka i ingota upisanih u aluminijumsku asocijaciju. Limita od legure hemijske kompozicije za sve ove registrovane legure sadržane su u aluminijumskom udruženjuTeal BookNaslovi "Međunarodne legure oznake i ograničenja hemijske kompozicije za kovano aluminijum i kovane aluminijske legure" i u njihovimRužičasta knjigaNaslovi "Oznake i ograničenja od hemijske kompozicije u obliku odljevaka i ingota. Ove publikacije mogu biti izuzetno korisne inženjeru zavarivanja prilikom razvijanja procedura zavarivanja, a kada je važna razmatranje hemije i njegove povezanosti sa osetljivošću na pucanje.

Aluminijske legure mogu se kategorizirati u brojne grupe na osnovu karakteristika određenih materijala kao što je njegova sposobnost odgovora na termički i mehanički tretman, a primarni legirani element dodan u aluminijumsku leguru. Kada razmotrimo brojčani / identifikacijski sustav koji se koristi za aluminijske legure, identificirane su gore navedene karakteristike. Kovane i livene aluminiju imaju različite sisteme identifikacije. Kovano sustav je četverocifreni sistem i odlivci imaju 3-znamenkasti i 1-decimalni sistem.

Sistem označavanja kovanog legura- Prvo ćemo razmotriti 4-znamenkasti sistem za identifikaciju aluminija od kovanog aluminija. Prva cifra (XXXX) ukazuje na glavni legirani element, koji je dodan u aluminijumsku leguru i često se koristi za opisivanje serije aluminijske legure, tj. 1000 serije, serije 2000, 3000 serije, do 8000 serije (vidi tablicu 1).

Druga jednoznaka (xXxx), ako se razlikuje od 0, ukazuje na izmjenu određene legure i treće i četvrte cifre (xxXX) Da li su proizvoljni brojevi dati za identifikaciju određene legure u nizu. Primjer: U leguru 5183, broj 5 označava da je to od serije legure magnezijuma, 1 ukazuje da je to 1^stIzmjena na originalnu leguru 5083, a 83 identificira ga u seriji 5xxx.

Jedini izuzetak od ovog sistema numeriranja je s aluminijskim legurima od 1xxx serije (čisti aluminij) u tom slučaju, posljednje dvije znamenke pružaju minimalni postotak aluminija iznad 99%, tj. Legura 13(50)(99,50% minimalni aluminijum).

Sistem označavanja aluminijskog legure aluminija

Tabela 1

Oznaka legure- Sistem označavanja livenih legura zasnovan je na trocifrenom-plus decimalnom oznaku XXX.X (tj. 356.0). Prva cifra (XXX.X) Označava glavni legirani element koji je dodan u aluminijumski legura (vidi tablicu 2).

Sistem označavanja legure od aluminija

Tabela 2

Druga i treća cifara (xXX.x) su proizvoljni brojevi koji se daju za identifikaciju određene legure u nizu. Broj koji slijedi u decimalnoj tački ukazuje da li je legura lijevanje (.0) ili ingot (.1 ili .2). Prefiks velikih slova ukazuje na izmjenu određene legure.
Primjer: Legura - A356.0 Kapital A (Axxx.x) označava modifikaciju legure 356.0. Broj 3 (a3xx.x) označava da je to je od silikonskog plus bakra i / ili magnezijum serije. 56 in (sjekira)56.0) Identificira leguru unutar 3xx.x serije i .0 (Axxx.0) Označava da je to lijevanje konačnog oblika, a ne ingot.

Sistem oznake aluminijumskog temperamenta -Ako razmotrimo različite serije aluminijskih legura, vidjet ćemo da postoje značajne razlike u njihovim karakteristikama i posljedičnom primjenom. Prva tačka za prepoznavanje, nakon razumijevanja identifikacijskog sustava je da postoje dvije izrazito različite vrste aluminija unutar gore navedene serije. Ovo su aluminijske legure za topline (one koje mogu steći snagu kroz dodavanje topline) i aluminijskih legura ne-topline. Ova razlika je posebno važna kada razmatrate pogađanje lučnog zavarivanja na ove dvije vrste materijala.

1xxx, 3xxx i 5xxx serije od kovanog aluminija su ne-toplište zatrebljene i samo su otvrdnute. 2xxx, 6XXX i 7XXX serije od kovanog aluminija su toplotne litradljivo, a 4xxx serija sastoji se od i topline i ne-topline legura. 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x i 7xx.x serije od livenih legura su toplotne ugledni. Otvrdnjavanje naprezanja se uglavnom ne primjenjuje na odljeve.

Legure za topline stječu njihova optimalna mehanička svojstva kroz proces toplinskog liječenja, najčešći toplinski tretmani koji su rješenje toplotne obrade i umjetno starenje. Rešenje je toplotna obrada proces grejanja legure na povišenu temperaturu (oko 990 keg. F) kako bi se legirani elementi ili jedinjenja stavili u otopinu. Nakon toga slijedi ga i obično u vodi, za proizvodnju nadzorenog rješenja na sobnoj temperaturi. Rastvor za toplinu obično praće starenje. Starenje je oborine dijela elemenata ili spojeva iz nadzakonskog rješenja kako bi se dobila poželjna svojstva.

Legure ne-topline liječenja stječu njihova optimalna mehanička svojstva kroz očvršćivanje napora. Otvrdnjavanje naprezanja je metoda sve veće snage putem primjene hladnog rada.T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Osnovne oznake temperamenta

Tabela 3

Dalje do osnovne oznake, postoje dvije pododjeljne kategorije, jedna adresirajući temperaturu "H" - naporan, a druga adresiranje "T" temperamenta - termički obrađeno oznakom.

Podjele H Teme - naprezanje napora

Prva cifra nakon H označava osnovni rad:
H1- Napete samo otvrdnuto.
H2- Napete otvrdnute i djelomično žaljenje.
H3- Napete otvrdnute i stabilizirani.
H4- Napete otvrdnute i lakirane ili obojene.

Druga cifra nakon h označava stepen očvršćivanja napora:
HX2- Četvrtina HLAD HX4- Pola tvrdo HX6- Trostruko teško
HX8- Potpuno tvrdo HX9- Ekstra tvrdo

Podjela Terme - termički obrađeno

T1- Prirodno u dobi od hlađenja iz povišenog procesa oblikovanja temperature, poput ekstrudiranja.
T2- Hladno je radilo nakon hlađenja iz povišenog procesa oblikovanja temperature, a zatim prirodno stare.
T3- Rješenje je toplotovalo, hladno djelo i prirodno stare.
T4- Rješenje je tretirano i prirodno u dobi.
T5- umjetno stari nakon hlađenja iz povišenog procesa oblikovanja temperature.
T6- Rješenje je tretirano i umjetno u dobi.
T7- otopina se toplota tretirana i stabilizirana (preživljava).
T8- rješenje toplotno liječeno, hladno je radio i umjetno stare.
T9- Rastvor za topline tretirano, umjetno stare i hladno.
T10- Hladno je radilo nakon hlađenja iz povišenog procesa oblikovanja temperature, a zatim umjetno stare.

Dodatne znamenke označavaju olakšanje stresa.
Primjeri:
TX51ili txx51- Stres se olakšao istezanje.
TX52ili txx52- Stres se olakšao komprimiranjem.

Aluminijske legure i njihove karakteristike- Ako razmotrimo sedam serija od kovanog aluminija, cijenit ćemo njihove razlike i razumjeti njihove primjene i karakteristike.

1xxx legure serije- (ne-topličar - s vrhunskom zateznom čvrstoćom od 10 do 27 KSI) Ova serija često se naziva čistom aluminijskom seriju, jer je potrebno imati 99,0% minimalni aluminij. Zavarivaju se. Međutim, zbog svog uskog tališta zahtijevaju određena razmatranja kako bi se stvorili prihvatljivi postupci zavarivanja. Kada se razmatraju za izmišljotine, ove su legure odabrane prvenstveno za njihov vrhunski otpor korozije kao što su u specijalizovanim kemijskim cisternima i cjevovodima ili za njihovu izvrsnu električnu provodljivost kao u aplikacijama sabirnice. Ove legure imaju relativno loša mehanička svojstva i rijetko bi se smatrala za opće strukturne aplikacije. Ove su legure u bazi često zavarene odgovarajućim materijalom za punjenje ili sa 4xxx legurama za punjenje ovise o zahtjevima za primjenu i performanse.

2xxx serije legura- (termička porijekla - sa krajnjom zateznom čvrstoćom od 27 do 62 KSI) Ovo su aluminijske / bakrene legure (bakrene komplete (bakrene dodatke u rasponu od 0,7 do 6,8%) i velike su čvrstoće, legure visokih performansi koje se često koriste za vazduhoplovstvo i aviona. Imaju odličnu snagu u širokom rasponu temperature. Neke od ovih legura smatraju se nepravilnim postupcima zavarivanja lučnog zavarivanja zbog njihove osjetljivosti na vruće pucanje i pucanje stresa; Međutim, drugi su lučni zavareni vrlo uspješno s ispravnim postupcima zavarivanja. Ovi bazni materijali često su zavareni od legura punjenja od velike čvrstoće 2xxx dizajnirane da odgovaraju njihovim performansama, ali ponekad se mogu zavariti sa punilama 4xxx serije koja sadrže silicijum ili silikon, ovise o zahtjevima aplikacije i servisa.

3xxx legure serije- (ne-topličarno zalijepljivo - sa vrhunskom zateznom čvrstoćom od 16 do 41 KSI) Ovo su aluminijumske / manganske legure (mangan dodaci u rasponu od 0,05 do 1,8%) i umjerene snage, imaju dobru otpornost na koroziju, dobru formibilnost i prikladni su za upotrebu na povišenim temperaturama. Jedna od njihovih prvih upotreba bila je lonci i tave, a oni su glavna komponenta danas za izmjenjivače topline u vozilima i elektranama. Međutim, njihova umjerena snaga često onemogućava njihovo razmatranje za strukturne aplikacije. Ove legure baza zavarene su 1xxx, 4xxx i 5xxx legure serije, ovise o njihovoj specifičnoj hemiji i određenoj aplikaciji i servisnim potrebama.

4xxx legure serije- (termički tretirni i ne-toplišni tresed - sa vrhunskom zateznom čvrstoćom od 25 do 55 KSI) Ovo su aluminijske / silicijumske legure (silicijumske dodatke u rasponu od 0,6 do 21,5%) i jedine su serije za topline i ne-topline legure. Silicon, kada se doda u aluminij, smanjuje njegovu talinu i poboljšava njegovu fluidnost kada se rastopi. Ove karakteristike su poželjne za materijale za punjenje koji se koriste za fuzijsko zavarivanje i lemljenje. Shodno tome, ova serija legura pretežno se nalazi kao materijal za punjenje. Silicon, nezavisno u aluminijumu, nije toplinsku litrad; Međutim, određeni broj tih silikonskih legura dizajniran je tako da imaju dodatke magnezijuma ili bakra, koji im pruža mogućnost da odgovori povoljno za rješenje toplotne obrade. Obično se ove legure punila za topline koristi samo kada zavarena komponenta treba podvrgnuti termalnim tretmanima za zavarivanje.

Legure serije 5xxx-. Pored toga, ova serija legure lako je zavariva, a iz tih razloga se koriste za širok izbor aplikacija kao što su brodogradnja, transport, posude pod pritiskom, mostovima i zgrada. Legure baza magnezijuma često su zavarene legure punila, koje su odabrane nakon razmatranja sadržaja magnezijuma u osnovnom materijalu i primjenu i uslužnim uvjetima zavarene komponente. Legure u ovoj seriji sa više od 3,0% magnezijuma ne preporučuje se za povišenu temperaturni uslugu iznad 150 deg f zbog njihovog potencijala za osjetljivost i naknadnu podložnost stresnog pucanja korozije. Legure baze sa manje od oko 2,5% magnezijuma često se zavaraju uspješno s 5XXX ili 4XXX serijama od legura. Base legura 5052 općenito se prepoznaje kao malu malezijsku leguru sa sadržajem sa sadržajem koji se može zavariti sa legurom punila od 4xxx serije. Zbog problema povezanih s eutektičnim topljenjem i pridruženim lošim zavarenim mehaničkim svojstvima, ne preporučuje se zavarivanje materijala u ovoj legurnoj seriji, koji sadrže veće količine magnezijuma sa punilama 4xxx. Veći magnezijumski materijali zavareni su samo 5xxx legura punila, koji uglavnom odgovaraju kompoziciji od legure baze.

Legure serije 6XXX- (toplotno pastavljanje - sa krajnjom zateznom čvrstoćom od 18 do 58 KSI) Ovo su aluminijum / magnezijum - silikonski legure (magnezijum i silicijum i silicijum od oko 1,0%) i široko se nalaze u obliku zavarivanja i ugrađene u mnoge strukturne komponente. Dodavanje magnezijuma i silicijuma do aluminija proizvodi spoj magnezijuma-silicida, koji ovaj materijal pruža mogućnost da postane rješenje topline za poboljšanu snagu. Ove legure su prirodno ovjeravajuća pukotina, a iz tog razloga ne bi trebali biti lučni autogesno (bez materijala za punjenje). Dodatak odgovarajućih količina materijala za punjenje tokom postupka lučnog zavarivanja ključno je da bi se osiguralo razrjeđivanje osnovnog materijala, čime se sprečava problem s toplom pucanjem. Zavareni su s materijalima za punilo 4xxx i 5xxx, ovise o zahtjevima aplikacije i servisa.

7xxx serije legure- (Toplotna lista - sa vrhunskom zateznom čvrstoćom od 32 do 88 KSI) Ovo su aluminijumske / cink legure (cink dodaci u rasponu od 0,8 do 12,0%) i sadrže neke od aluminijskih legura najviših snaga. Ove legure se često koriste u visokim performansama, kao što su avioni, zrakoplovstvo i konkurentna sportska oprema. Kao i 2xxx serija legura, ova serija sadrži legure koji se smatraju neprikladnim kandidatima za lučno zavarivanje, a drugi, koji su često zavareni luk. Najčešće zavarene legure u ovoj seriji, poput 7005, pretežno su zavarene legurima punila od 5xxx serije.

Sažetak- Današnje legure aluminija, zajedno sa svojim raznim temperima, sadrže širok i svestran spektar proizvodnih materijala. Za optimalan dizajn proizvoda i uspješan razvoj postupka zavarivanja, važno je razumjeti razlike između mnogih legura dostupnih i njihovih različitih karakteristika performansi i zavarivanja. Pri razvoju postupaka za zavarivanje luka za ove različite legure, mora se razmotriti određenoj leguru zavarenim. Često se kaže da lučno zavarivanje aluminija nije teško ", samo je drugačije". Vjerujem da je važan dio razumijevanja tih razlika da se upoznaju sa raznim legurama, njihovim karakteristikama i njihovim identifikacijskim sustavom.