Со растот на алуминиумот во индустријата за измислица за заварување и неговото прифаќање како одлична алтернатива на челик за многу апликации, има зголемени барања за оние кои се вклучени во развој на алуминиумски проекти за да се запознаат со оваа група на материјали. За целосно разбирање на алуминиумот, препорачливо е да се започне со запознавање со системот за идентификација / означување на алуминиум, многу алуминиумски легури што се достапни и нивните карактеристики.

Системот за темперамент и означување на алуминиумска легура и означување- Во Северна Америка, Алуминиумската асоцијација АД е одговорна за распределување и регистрација на алуминиумски легури. Во моментов има над 400 ковани алуминиум и ковани алуминиумски легури и над 200 алуминиумски легури во форма на кастинг и инготи регистрирани во Здружението на алуминиум. Ограничувањата на хемискиот состав на легурата за сите овие регистрирани легури се содржани во асоцијацијата на алуминиумКнига за теласо наслов „Меѓународни ознаки за легура и ограничувања на хемиски состав за ковани алуминиум и легури на алуминиум“ и во нивнитеПинк книгасо наслов „Ознаки и ограничувања на хемиски состав за легури на алуминиум во форма на кастинг и инго. Овие публикации можат да бидат исклучително корисни за инженерот за заварување при развој на процедури за заварување и кога разгледувањето на хемијата и неговата поврзаност со чувствителност на пукнатини е од важност.

Алуминиумските легури можат да се категоризираат во голем број на групи засновани врз карактеристиките на конкретниот материјал, како што е неговата способност да реагира на термички и механички третман и примарниот елемент за легирање додаден на алуминиумската легура. Кога го разгледуваме системот за нумерирање / идентификација што се користи за алуминиумски легури, се идентификуваат горенаведените карактеристики. Кованите и фрлените алуминиуми имаат различни системи на идентификација. Кованиот систем е 4-цифрен систем и кастинг има 3-цифрен и 1-децимален систем на место.

Систем за означување на легура- Најпрво ќе го разгледаме 4-цифрениот систем за идентификација на легура на алуминиум. Првата цифра (XXXX) го означува главниот елемент за лекување, кој е додаден во алуминиумската легура и често се користи за да се опише серијалот на алуминиумски легури, IE, 1000 серија, 2000 серии, 3000 серии, до 8000 серии (види Табела 1).

Втората единечна цифра (xXxx), ако е различен од 0, означува модификација на специфичната легура и третата и четвртата цифра (xxXX) се произволни броеви дадени за да се идентификува специфична легура во серијалот. Пример: Во легура 5183, бројот 5 означува дека е од серијалот за легури на магнезиум, 1 означува дека тоа е 1^stИзмена на оригиналната легура 5083, а 83 ја идентификува во серијата 5xxx.

Единствениот исклучок од овој систем за нумерирање на легури е со легурите од алуминиумска серија 1xxx (чисти алуминиуми) во тој случај, последните 2 цифри обезбедуваат минимален процент на алуминиум над 99%, т.е. легура 13(50)(99,50% минимум алуминиум).

Систем за означување на алуминиумска алуминиум

Табела 1

Означување на легура- Системот за означување на легура се заснова на 3-цифрен-плус децимална ознака xxx.x (т.е. 356.0). Првата цифра (Xxx.x) го означува главниот елемент за лекување, кој е додаден во легурата на алуминиум (види Табела 2).

СИСТЕМ ЗА АЛУМИНУМ АЛЕМОНСКИ ПРИРАЧНИК

Табела 2

Втората и третата цифра (xXX.x) се произволни броеви дадени за да се идентификува специфична легура во серијалот. Бројот што следи по децимална точка означува дали легурата е кастинг (0,0) или ингот (.1 или .2). Префиксот на капитална буква означува модификација на одредена легура.
Пример: легура - A356.0 Капитал А (Axxx.x) означува модификација на легурата 356.0. Бројот 3 (а3xx.x) означува дека е од силикон плус бакар и/или магнезиум серија. 56 во (секира56.0) ја идентификува легурата во серијата 3xx.x и 0,0 (Axxx.0) укажува дека станува збор за конечен кастинг во форма, а не инго.

Систем за означување на темперамент на алуминиум -Ако ги земеме предвид различните серии на алуминиумски легури, ќе видиме дека има значителни разлики во нивните карактеристики и последователната примена. Првата точка што треба да се препознае, по разбирањето на системот за идентификација, е дека постојат два јасно различни видови на алуминиум во рамките на серијата споменати погоре. Овие се легури на алуминиумски легури што можат да се лекуваат на топлина (оние што можат да добијат јачина преку додавање на топлина) и легури што не се лекуваат со алуминиумски легури. Оваа разлика е особено важна кога се разгледуваат влијанијата на заварувањето на лакот врз овие два вида материјали.

Алуминиумските легури од 1xxx, 3xxx и 5xxx, ковани од алуминиум, се лекуваат што не се лекуваат и се само напори. Алуминиумските легури 2xxx, 6xxx и 7xxx серија се лекуваат со топлина, а серијата 4xxx се состојат од легури што можат да се лекуваат со топлина и не-топлина. Серијалот 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x и 7xx.x серијата леата се лекуваат со топлина. Зацврстувањето на вирусот генерално не се применува на кастинг.

Легурите што можат да се лекуваат со топлина ги стекнуваат своите оптимални механички својства преку процес на термички третман, најчестите термички третмани се раствор на топлина третман и вештачко стареење. Решение за термичка обработка на топлина е процес на загревање на легурата на покачена температура (околу 990 степени) со цел да ги ставите легурите на елементите или соединенијата во раствор. Ова е проследено со калење, обично во вода, за да се произведе пресаден раствор на собна температура. Решение за третман на топлина обично се следи со стареење. Стареењето е врнежи на дел од елементите или соединенијата од заситено решение со цел да се дадат пожелни својства.

Легурите што можат да се загреваат кои се лекуваат ги стекнуваат своите оптимални механички својства преку зацврстување на вирус. Зацврстувањето на вирусот е метод за зголемување на јачината преку примена на ладно работење.T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Основните ознаки на темпераментот

Табела 3

Покрај основната ознака на температурата, постојат две категории на поделби, едната што се однесува на стврднувањето на темпераментот „H“, а другиот се однесува на „t“ темпераментот - термички третирана ознака.

Поделби на H темперамент - напор зацврстен

Првата цифра по H означува основна операција:
H1- Затегнување само зацврстено.
H2- Вирус зацврстен и делумно анеалиран.
H3- Вирус зацврстен и стабилизиран.
H4- Вирус зацврстен и лакиран или насликан.

Втората цифра по H означува степенот на зацврстување на вирусот:
HX2- четвртина тврд hx4- Половина тврда hx6-Тешко три четвртини
HX8- Целосно тврдо hx9- Дополнително тешко

Поделби на Т темперамент - термички третирани

T1- Природно стареење по ладење од зголемен процес на обликување на температурата, како што е екструдирање.
T2- Студената работеше по ладењето од покачен процес на обликување на температурата и потоа природно старее.
T3- Решение, третирано со топлина, ладно работено и природно стари.
T4- Раствор со раствор со топлина и природно стари.
T5- Вештачки стари по ладење од зголемен процес на обликување на температурата.
T6- Решение на топлина третирана и вештачки старост.
T7- Раствор со раствор и стабилизиран третиран со топлина (претерано).
T8- Решение, третирано со топлина, ладно работено и вештачки стари.
T9- Раствор на раствор третирана со топлина, вештачки стари и ладно работеше.
T10- Студената работеше по ладењето од покачен процес на обликување на температурата и потоа вештачки стари.

Дополнителни цифри укажуваат на олеснување на стресот.
Примери:
TX51или txx51- Стрес олеснет со истегнување.
TX52или txx52- Стрес олеснет со компресирање.

Алуминиумски легури и нивните карактеристики- Ако ги земеме предвид седумте серии на ковани алуминиумски легури, ќе ги цениме нивните разлики и ќе ги разбереме нивните апликации и карактеристики.

Легури од серија 1xxx-(Не-загревање на лекување-со крајна јачина на затегнување од 10 до 27 ksi) Оваа серија честопати се нарекува чиста алуминиумска серија затоа што се бара да има 99,0% минимум алуминиум. Тие се заварувачки. Сепак, заради нивниот тесен опсег на топење, тие бараат одредени размислувања со цел да се произведат прифатливи процедури за заварување. Кога се разгледуваат за измислица, овие легури се избираат пред се за нивната супериорна отпорност на корозија, како што се во специјализирани хемиски резервоари и цевки, или за нивната одлична електрична спроводливост како кај апликациите за автобуски ленти. Овие легури имаат релативно лоши механички својства и ретко ќе се сметаат за општи структурни апликации. Овие основни легури честопати се заваруваат со материјал за филер за појавување или со легури за полнење 4xxx зависни од барањата за апликација и перформанси.

2xxx серии легури- (Топлина што може да се лекува - со крајна јачина на затегнување од 27 до 62 ksi) Овие се алуминиум / бакарни легури (бакарни дополнувања кои се движат од 0,7 до 6,8%), и се со голема јачина, легури со високи перформанси кои често се користат за воздушни и авиони. Тие имаат одлична сила во текот на широк спектар на температура. Некои од овие легури се сметаат за не-заварувачки од процесите на заварување на лакот заради нивната подложност на топло пукање и пукање на корозија на стрес; Сепак, другите се лакови заварени многу успешно со точните процедури за заварување. Овие основни материјали честопати се заваруваат со легури со филер со голема јачина 2xxx, дизајнирани да одговараат на нивните перформанси, но понекогаш можат да бидат заварени со полнила 4xxx серии кои содржат силикон или силикон и бакар, зависни од барањата за апликација и услуга.

Легури од серија 3xxx-(Не-загревање на лекување-со крајна јачина на затегнување од 16 до 41 ksi) Овие се легури на алуминиум / манган (дополнувања на манган кои се движат од 0,05 до 1,8%) и се со умерена јачина, имаат добра отпорност на корозија, добра формабилност и се соодветни за употреба на покачени температури. Една од нивните први намени беше садови и тави, и тие се главната компонента денес за разменувачите на топлина во возила и електрани. Сепак, нивната умерена јачина честопати го спречува нивното размислување за структурни апликации. Овие основни легури се заваруваат со легури за полнење со серии 1xxx, 4xxx и 5xxx, зависни од нивната специфична хемија и посебните барања за примена и услуга.

Легури од серија 4xxx-(Топлина што може да се лекува и не-загрева-со крајна јачина на затегнување од 25 до 55 ksi) Овие се легури на алуминиум / силикон (силиконски дополнувања кои се движат од 0,6 до 21,5%) и се единствената серија што содржат и легури што можат да се лекуваат и не-топли. Силикон, кога се додава во алуминиум, ја намалува точката на топење и ја подобрува неговата флуидност кога се стопи. Овие карактеристики се пожелни за материјалите за полнење што се користат и за заварување на фузија и за ладење. Како резултат на тоа, оваа серија легури претежно се наоѓа како материјал за полнење. Силиконот, независно во алуминиум, е не-загреан лекуван; Како и да е, голем број од овие силиконски легури се дизајнирани да имаат дополнувања на магнезиум или бакар, што им овозможува можност да реагираат поволно на растворот на термичка обработка. Обично, овие легури за полнење со топлина што се лекуваат се користат само кога заварена компонента треба да биде подложена на термички третмани по заварување.

Легури од серија 5xxx-(Не-загревање на лекување-со крајна јачина на затегнување од 18 до 51 ksi) Овие се легури на алуминиум / магнезиум (дополнувања на магнезиум кои се движат од 0,2 до 6,2%) и имаат најголема јачина на легурите што не можат да се лекуваат. Покрај тоа, оваа легура серија е лесно заварувана, и од овие причини тие се користат за широк спектар на апликации како што се бродоградба, транспорт, садови под притисок, мостови и згради. Легурите на магнезиумската основа често се заваруваат со легури на филер, кои се избрани по разгледување на содржината на магнезиум на основниот материјал и условите за примена и услугата на заварената компонента. Легурите во оваа серија со повеќе од 3,0% магнезиум не се препорачуваат за покачена температурна услуга над 150 deg F заради нивниот потенцијал за сензибилизација и последователна подложност на пукање на корозија на стрес. Основните легури со помалку од приближно 2,5% магнезиум често се заваруваат успешно со легурите на полнење серија 5xxx или 4xxx. Основната легура 5052 е генерално препознаена како максимална легура на основната содржина на магнезиум што може да се завари со легура за полнење серија 4xxx. Поради проблемите поврзани со еутектичкото топење и придружните сиромашни како заварени механички својства, не се препорачува да се заварува материјал во оваа серија на легури, кои содржат поголеми количини на магнезиум со полнила за серии 4xxx. Повисоките основни материјали за магнезиум се заваруваат само со легури за полнење 5xxx, кои генерално одговараат на составот на основната легура.

Легури од серија 6xxx- (Топлина што може да се лекува - со крајна јачина на затегнување од 18 до 58 ksi) Овие се алуминиум / магнезиум - силиконски легури (магнезиум и силиконски дополнувања од околу 1,0%) и се наоѓаат широко низ целата индустрија за изработка на заварување, кои се користат претежно во форма на екстрации и инкорпорирани во многу структурни компоненти. Додавањето на магнезиум и силикон на алуминиум произведува соединение на магнезиум-силцид, што му овозможува на овој материјал да стане раствор на топлина третирана за подобрена јачина. Овие легури се природно солидни чувствителни на пукнатини, и од оваа причина, тие не треба да бидат автогени заварени со лак (без материјал за полнење). Додавањето на соодветни количини на материјал за полнење за време на процесот на заварување на лакот е неопходно со цел да се обезбеди разредување на основниот материјал, а со тоа да се спречи проблемот со топлото пукање. Тие се заваруваат и со материјали за полнење 4xxx и 5xxx, зависни од барањата за апликација и услуги.

Легури од серија 7xxx- (Топлина што може да се лекува - со крајна јачина на затегнување од 32 до 88 ksi) Овие се легури на алуминиум / цинк (додатоци на цинк кои се движат од 0,8 до 12,0%) и содржат некои од алуминиумските легури со највисока јачина. Овие легури често се користат во апликации со високи перформанси, како што се авиони, воздушна и конкурентна спортска опрема. Како и серијата 2xxx на легури, оваа серија вклучува легури кои се сметаат за несоодветни кандидати за заварување со лак, а други, кои честопати се успешно заварени со лакот. Најчесто заварените легури во оваа серија, како што е 7005, се претежно заварени со легурите за полнење на сериите 5xxx.

Резиме- Денешните легури на алуминиум, заедно со нивните различни темпери, содржат широк и разноврсен опсег на производствени материјали. За оптимален дизајн на процедури за заварување и успешен развој на процедурата за заварување, важно е да се разберат разликите помеѓу многуте достапни легури и нивните различни карактеристики на перформанси и заварување. При развивање на процедури за заварување на лак за овие различни легури, мора да се даде предвид на специфичната легура што се заварува. Често се вели дека лакот заварување на алуминиум не е тешко, „тоа е само различно“. Верувам дека важен дел од разбирањето на овие разлики е да се запознаете со различните легури, нивните карактеристики и нивниот систем за идентификација.