Kaynak imalat endüstrisi içindeki alüminyumun büyümesi ve birçok uygulama için çeliğe mükemmel bir alternatif olarak kabul edilmesi ile, alüminyum projeler geliştirme ile ilgilenenlerin bu malzeme grubuna daha fazla aşina olması için artan gereksinimler vardır. Alüminumu tam olarak anlamak için, alüminyum tanımlama / atama sistemi, mevcut birçok alüminyum alaşım ve özellikleri ile tanışarak başlamanız tavsiye edilir.

Alüminyum alaşım öfkesi ve atama sistemi- Kuzey Amerika'da Alüminyum Association Inc., alüminyum alaşımlarının tahsisinden ve kaydından sorumludur. Şu anda alüminyum ilişkisine kayıtlı döküm ve külçeler şeklinde 400'den fazla ferforje alüminyum ve ferforje alüminyum alaşımları ve 200'den fazla alüminyum alaşımı bulunmaktadır. Bu kayıtlı alaşımların tümü için alaşım kimyasal bileşim sınırları, alüminyum ilişkisininDeniz mavisi“Farmalanan alüminyum ve ferforje alüminyum alaşımları için uluslararası alaşım atamaları ve kimyasal bileşim sınırları” başlıklıPembe kitap“Dökümler ve Ingot şeklinde alüminyum alaşımlar için atamalar ve kimyasal bileşim sınırları. Bu yayınlar, kaynak prosedürleri geliştirirken kaynak mühendisi için son derece yararlı olabilir ve kimya ve onun çatlak hassasiyeti ile ilişkisi önemlidir.

Alüminyum alaşımları, termal ve mekanik tedaviye yanıt verme yeteneği ve alüminyum alaşımına eklenen birincil alaşım elemanı gibi belirli malzemenin özelliklerine dayanarak bir dizi gruba kategorize edilebilir. Alüminyum alaşımlar için kullanılan numaralandırma / tanımlama sistemini düşündüğümüzde, yukarıdaki özellikler tanımlanır. Farikasyon ve döküm alüminumların farklı tanımlama sistemleri vardır. Werreed System 4 haneli bir sistemdir ve 3 haneli ve 1 farklı bir yer sistemine sahip dökümlerdir.

Fırdırlı Alaşım Tanımlama Sistemi- Öncelikle 4 haneli ferforje alüminyum alaşım tanımlama sistemini ele alacağız. İlk basamak (XXXX), alüminyum alaşımına eklenen ve genellikle alüminyum alaşım serisini, yani 1000 serisi, 2000 serisi, 3000 serisini, 8000'e kadar seriyi tanımlamak için kullanılır (bkz. Tablo 1).

İkinci tek haneli (xXxx), 0'dan farklıysa, spesifik alaşımın ve üçüncü ve dördüncü basamakların bir modifikasyonunu gösterir (xxXX) serideki belirli bir alaşımı tanımlamak için verilen keyfi sayılardır. Örnek: Alaşım 5183'te, 5 numara bunun magnezyum alaşım serisinde olduğunu gösterir, 1 bunun 1 olduğunu gösterir^stOrijinal alaşım 5083'te değişiklik ve 83 bunu 5xxx serisinde tanımlar.

Bu alaşım numaralandırma sisteminin tek istisnası, 1xxx serisi alüminyum alaşımları (saf alüminumlar) ile ilgilidir, bu durumda, son 2 basamak%99'un üzerinde minimum alüminyum yüzdesini sağlar, yani alaşım 13(50)(% 99.50 minimum alüminyum).

Farabalı alüminyum alaşım tanımlama sistemi

Tablo 1

Döküm alaşım ataması- döküm alaşım tanımlama sistemi, 3 basamaklı bir ondalık tanımlama xxx.x'e (yani 356.0) dayanmaktadır. İlk basamak (Xxx.x) alüminyum alaşımına eklenen ana alaşım elemanını gösterir (bkz. Tablo 2).

Döküm Alüminyum Alaşım Tanımlama Sistemi

Tablo 2

İkinci ve üçüncü basamaklar (xXX.x) serideki belirli bir alaşımı tanımlamak için verilen keyfi sayılardır. Ondalık noktayı takip eden sayı, alaşımın bir döküm (.0) veya bir külçe (.1 veya .2) olup olmadığını gösterir. Sermaye mektubu öneki, belirli bir alaşımda bir değişiklik olduğunu gösterir.
Örnek: Alaşım - A356.0 Capital A (Axxx.x) 356.0 alaşımının bir modifikasyonunu gösterir. 3 numara (a3xx.x) silikon artı bakır ve/veya magnezyum serisinde olduğunu gösterir. 56 inç (balta56.0) 3xx.x serisindeki alaşımı ve .0 (AXXX.0) bir külçe değil, bir son şekil dökümü olduğunu gösterir.

Alüminyum Temper Tanım Sistemi -Farklı alüminyum alaşım serilerini göz önünde bulundurursak, özelliklerinde ve sonuç olarak uygulanmasında önemli farklılıklar olduğunu göreceğiz. Tanımlama sistemini anladıktan sonra, yukarıda belirtilen seri içinde belirgin iki farklı alüminyum türünün olmasıdır. Bunlar, ısıl işlem görülebilir alüminyum alaşımları (ısı ilavesi yoluyla güç kazanabilenler) ve ısıtılamayan alüminyum alaşımlardır. Bu ayrım, bu iki tür malzeme üzerindeki ark kaynağının etkileri göz önüne alındığında özellikle önemlidir.

1xxx, 3xxx ve 5xxx serisi dövme alüminyum alaşımları ısınılamaz ve sadece zorlanabilir. 2xxx, 6xxx ve 7xxx serisi ferforje alüminyum alaşımları ısıl işlem görülebilir ve 4xxx serisi hem ısıl işlem görülebilir hem de ısı arıtılamaz alaşımlardan oluşur. 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x ve 7xx.x serisi döküm alaşımları ısıl işlem edilebilir. Gerinim sertleşmesi genellikle dökümlere uygulanmaz.

Isıya göre işlenebilir alaşımlar, en yaygın termal tedaviler çözelti ısıl işlem ve yapay yaşlanma olan bir termal tedavi işlemi ile optimum mekanik özelliklerini elde eder. Çözelti Isı işlemi, alaşım elemanlarını veya bileşikleri çözeltiye koymak için alaşımı yüksek bir sıcaklığa (yaklaşık 990 derece f) ısıtma işlemidir. Bunu, oda sıcaklığında süper doymuş bir çözelti üretmek için genellikle suda söndürme izler. Çözelti Isıl işlemi genellikle yaşlanma izler. Yaşlanma, arzu edilen özellikleri elde etmek için elementlerin veya bileşiklerin bir kısmının süper doymuş bir çözeltiden çökelmesidir.

Isıtmayan tedavi edilemeyen alaşımlar, gerinim sertleştirme yoluyla optimum mekanik özelliklerini elde eder. Gerinin sertleşmesi, soğuk çalışma uygulanarak gücü artırma yöntemidir. T6, 6063-T45052-H32, 5083-H112.

Temel Temper atamaları

Tablo 3

Temel öfke tanımının yanı sıra, biri “H” öfkesi - gerinim sertleşmesini ele alan ve diğeri “T” temper - termal olarak muamele edilmiş atamayı ele alan iki alt bölüm kategorisi vardır.

H sıcaklığının alt bölümleri - sertleşmiş gerinim

H'den sonraki ilk basamak temel bir işlemi gösterir:
H1- Sadece gerinim sertleşti.
H2- Gerinim sertleşti ve kısmen tavlanmış.
H3- Gerinim sertleşti ve stabilize edildi.
H4- Gerinin sertleştirilmiş ve lake veya boyalı.

H'den sonraki ikinci basamak, gerinim sertleştirme derecesini gösterir:
HX2- çeyrek sert hx4- Yarı sert hx6-dörtte üçü zor
HX8- tam sert hx9- Ekstra zor

T temkerinin alt bölümleri - termal olarak işlenir

T1- Ekstrüde gibi yüksek bir sıcaklık şekillendirme işleminden soğutulduktan sonra doğal olarak yaşlanır.
T2- Soğuk, yüksek sıcaklık şekillendirme işleminden soğuduktan sonra ve daha sonra doğal olarak yaşlandıktan sonra çalıştı.
T3- Çözelti ısı ile muamele edilmiş, soğuk çalıştı ve doğal olarak yaşlandı.
T4- Çözelti ısıl işlemeli ve doğal olarak yaşlandırılmış.
T5- Yüksek sıcaklık şekillendirme işleminden soğutulduktan sonra yapay olarak yaşlanır.
T6- Çözelti ısı ile muamele edilmiş ve yapay olarak yaşlı.
T7- Çözelti ısı ile muamele edilmiş ve stabilize edilmiş (aşırı).
T8- Çözelti ısı ile muamele edilmiş, soğuk çalıştı ve yapay olarak yaşlı.
T9- Çözelti ısısı işlenmiş, yapay olarak yaşlı ve soğuk çalıştı.
T10- Soğuk, yüksek sıcaklık şekillendirme işleminden soğuduktan sonra ve daha sonra yapay olarak yaşlandıktan sonra çalıştı.

Ek basamaklar stres rahatlamasını gösterir.
Örnekler:
TX51veya txx51- Stres germe ile rahatladı.
TX52veya txx52- Stres sıkıştırma ile rahatladı.

Alüminyum alaşımlar ve özellikleri- Yedi Serimli Werreed alüminyum alaşımını göz önünde bulundurursak, farklılıklarını takdir edeceğiz ve uygulamalarını ve özelliklerini anlayacağız.

1xxx Serisi Alaşımlar-(Isıtma Tedavi edilemez-10 ila 27 ksi nihai gerilme mukavemeti ile) Bu seri genellikle saf alüminyum serisi olarak adlandırılır, çünkü minimum% 99.0 alüminyum olması gerekir. Kaynaklanabilirler. Bununla birlikte, dar erime aralıkları nedeniyle, kabul edilebilir kaynak prosedürleri üretmek için belirli hususlar gerektirirler. İmalat için dikkate alındığında, bu alaşımlar öncelikle özel kimyasal tanklar ve borularda olduğu gibi üstün korozyon direnci veya otobüs çubuğu uygulamalarında olduğu gibi mükemmel elektriksel iletkenlikleri için seçilir. Bu alaşımlar nispeten zayıf mekanik özelliklere sahiptir ve genel yapısal uygulamalar için nadiren düşünülecektir. Bu taban alaşımları genellikle eşleşen dolgu malzemesi veya uygulama ve performans gereksinimlerine bağlı 4xxx dolgu alaşımları ile kaynak yapılır.

2xxx Serisi Alaşımlar- (Isıya göre işlenebilir - 27 ila 62 ksi nihai gerilme mukavemeti ile) bunlar alüminyum / bakır alaşımlarıdır (bakır ilaveleri%0.7 ila%6.8 arasında) ve genellikle havacılık ve uçak uygulamaları için kullanılan yüksek mukavemetli, yüksek performanslı alaşımlardır. Geniş bir sıcaklık aralığında mükemmel bir mukavemete sahiptirler. Bu alaşımların bazıları, sıcak çatlama ve stres korozyonu çatlamasına yatkınlıkları nedeniyle ark kaynağı işlemleri tarafından elde edilemez olarak kabul edilir; Bununla birlikte, diğerleri doğru kaynak prosedürleri ile çok başarılı bir şekilde yaylıdır. Bu taban malzemeleri genellikle performanslarına uyacak şekilde tasarlanmış yüksek mukavemetli 2xxx serisi dolgu alaşımları ile kaynak yapılır, ancak bazen uygulama ve hizmet gereksinimlerine bağlı olarak silikon veya silikon ve bakır içeren 4xxx serisi dolgu maddeleriyle kaynaklanabilir.

3xxx Serisi Alaşımlar-(Isıtma tedavi edilemez-16 ila 41 ksi nihai gerilme mukavemeti ile) bunlar alüminyum / manganez alaşımlarıdır (manganez ilaveleri 0.05 ila%1.8 arasında değişir) ve orta mukavemete sahiptir, iyi korozyon direncine sahiptir, iyi biçimlendirilebilir ve yüksek sıcaklıklarda kullanılmak üzere uygundur. İlk kullanımlarından biri saksılar ve tavalardı ve bugün araç ve santrallerde ısı eşanjörleri için ana bileşen. Bununla birlikte, ılımlı güçleri genellikle yapısal uygulamalar için değerlendirilmelerini engeller. Bu taban alaşımları, spesifik kimyalarına ve belirli uygulama ve hizmet gereksinimlerine bağlı olarak 1xxx, 4xxx ve 5xxx serisi dolgu alaşımları ile kaynaklanmıştır.

4xxx Serisi Alaşımlar-(Isıya göre tedavi edilebilir ve ısınılamaz-25 ila 55 ksi nihai gerilme mukavemeti ile) bunlar alüminyum / silikon alaşımlarıdır (silikon ilaveleri 0.6 ila%21.5 arasında değişen silikon ilaveleri) ve hem ısıl işlem görülemez hem de ısınılamayan alaşımları içeren tek seridir. Silikon, alüminyum eklendiğinde, erime noktasını azaltır ve erimiş olduğunda akışkanlığını artırır. Bu özellikler hem füzyon kaynağı hem de lehimleme için kullanılan dolgu malzemeleri için arzu edilir. Sonuç olarak, bu alaşım serisi ağırlıklı olarak dolgu malzemesi olarak bulunur. Silikon, bağımsız olarak alüminyum, ısı tedavi edilemez; Bununla birlikte, bu silikon alaşımlarının bir kısmı, magnezyum veya bakır ilavelerine sahip olacak şekilde tasarlanmıştır, bu da onlara çözelti ısıl işlemine olumlu yanıt verme yeteneği sağlar. Tipik olarak, bu ısıl işlem görülebilir dolgu alaşımları sadece kaynaklı bir bileşen kaynak sonrası termal işlemlere tabi tutulacak olduğunda kullanılır.

5xxx Serisi Alaşımlar-(Isıtma tedavi edilemez-18 ila 51 ksi nihai gerilme mukavemeti ile) bunlar alüminyum / magnezyum alaşımlarıdır (magnezyum ilaveleri%0.2 ila 6.2 arasında) ve ısı arıtılamaz alaşımlarının en yüksek mukavemetine sahiptir. Buna ek olarak, bu alaşım serisi kolayca kaynaklıdır ve bu nedenlerle gemi inşa, ulaşım, basınç kapları, köprüler ve binalar gibi çok çeşitli uygulamalar için kullanılırlar. Magnezyum taban alaşımları genellikle, taban malzemesinin magnezyum içeriği ve kaynaklı bileşenin uygulama ve servis koşulları göz önüne alındıktan sonra seçilen dolgu alaşımları ile kaynaklanır. Bu serideki alaşımlar, duyarlılaşma potansiyelleri ve daha sonra stres korozyon çatlamasına karşı duyarlılıkları nedeniyle 150 ° F'nin üzerinde yüksek sıcaklık hizmeti için% 3,0'dan fazla magnezyum önerilmez. Yaklaşık% 2,5'ten az magnezyum olan baz alaşımları genellikle 5xxx veya 4xxx serisi dolgu alaşımları ile başarıyla kaynaklanır. Taban alaşımı 5052 genellikle 4xxx serisi dolgu alaşımı ile kaynak yapılabilen maksimum magnezyum içerik tabanı alaşımı olarak tanınır. Ötektik eritme ve ilişkili zayıf değil mekanik özelliklerle ilişkili problemler nedeniyle, 4xxx serisi dolgu maddeleri ile daha yüksek miktarda magnezyum içeren bu alaşım serisinde malzemenin kaynaklanması önerilmez. Yüksek magnezyum baz malzemeleri, genellikle baz alaşım bileşimiyle eşleşen 5xxx dolgu alaşımları ile kaynak yapılır.

6xxx Serisi Alaşımlar- (Isıya göre tedavi edilebilir - nihai gerilme mukavemeti 18 ila 58 ksi ile) bunlar alüminyum / magnezyum - silikon alaşımları (yaklaşık%1.0 magnezyum ve silikon ilaveleri) ve kaynak üretim endüstrisi boyunca yaygın olarak bulunur, baskın olarak ekstrüzyonlar şeklinde kullanılır ve birçok yapısal bileşenlere dahil edilir. Alüminyum için magnezyum ve silikon ilavesi, bu malzemeye gelişmiş mukavemet için çözelti ısısı işleme yeteneğini sağlayan bir magnezyum-silisit bileşiği üretir. Bu alaşımlar doğal olarak katılaşma çatlak hassastır ve bu nedenle otojen olarak (dolgu malzemesi olmadan) ark kaynaklı olmamalıdır. Arc kaynak işlemi sırasında yeterli miktarda dolgu malzemesi eklenmesi, taban malzemesinin seyreltilmesi ve böylece sıcak çatlama problemini önlemek için gereklidir. Uygulama ve hizmet gereksinimlerine bağlı olarak hem 4xxx hem de 5xxx dolgu malzemeleri ile kaynaklanmıştır.

7xxx Serisi Alaşımlar- (Isıya göre tedavi edilebilir - 32 ila 88 ksi nihai gerilme mukavemeti ile) bunlar alüminyum / çinko alaşımlarıdır (çinko ilaveleri%0.8 ila 12.0 arasında değişmektedir) ve en yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlarından bazılarını içerir. Bu alaşımlar genellikle uçak, havacılık ve rekabetçi spor ekipmanı gibi yüksek performanslı uygulamalarda kullanılır. 2xxx alaşım serisi gibi, bu seri de ark kaynağı için uygun olmayan adaylar olarak kabul edilen alaşımlar ve genellikle ark kaynaklı olan diğerleri içerir. Bu serideki 7005 gibi yaygın olarak kaynaklanmış alaşımlar, ağırlıklı olarak 5xxx serisi dolgu alaşımları ile kaynaklanmıştır.

Özet- Bugünün alüminyum alaşımları, çeşitli sıcaklıklarıyla birlikte, geniş ve çok yönlü bir üretim malzemesi yelpazesi içermektedir. Optimum ürün tasarımı ve başarılı kaynak prosedürü geliştirme için, mevcut birçok alaşım ile çeşitli performans ve kaynaklanabilirlik özellikleri arasındaki farkları anlamak önemlidir. Bu farklı alaşımlar için ARC kaynak prosedürleri geliştirilirken, kaynaklanan belirli alaşımın dikkate alınması gerekir. Genellikle alüminyumun ark kaynağının zor olmadığı söylenir, “sadece farklı”. Bu farklılıkları anlamanın önemli bir kısmının çeşitli alaşımlara, özelliklerine ve tanımlama sistemlerine aşina olmak olduğuna inanıyorum.