Существуют основные правила выбора присадочного металла, присадочных прутков или проволоки для сварки алюминиевых сплавов — как правильно подобрать присадочный материал для сварки алюминия.
Во-первых, узнайте, какие алюминиевые сплавы будут сваривать. Если все, что вы знаете, это то, что у вас есть алюминий, этой информации недостаточно, чтобы выбрать присадочный металл. После того, как алюминиевые сплавы известны, и вы будете соединять сплав А со сплавом В, существует ряд хороших таблиц для выбора присадочных металлов (см. таблицу).
Какие сплавы чаще всего используются для изготовления алюминия?
6 распространенных алюминиевых сплавов для сварки
В следующей таблице показаны некоторые из наиболее часто свариваемых алюминиевых сплавов.
| Обозначение сплава | Преимущества | Недостатки | Общие приложения |
|---|---|---|---|
| 3003 | Очень популярный сплав общего назначения. Отличная формуемость и свариваемость | Не особо сильный. | Работа с листовым металлом, штамповка, топливные баки, кухонная утварь, электроника. |
| 5052 | Сильнее, чем 3003. Хорошая свариваемость и отличная коррозионная стойкость. | Не поддается термообработке. | Сосуды под давлением, резервуары, гидравлические трубки, приборы, морское оборудование. |
| 5083 | Высокая эффективность сварки и очень высокая прочность соединения. Хорошая коррозионная стойкость. | Не поддается термообработке. | Буровые установки, резервуары и морские компоненты, криогенные установки. |
| 5454 | Прочность от средней до высокой, отличная свариваемость. | Не рекомендуется для облицовки. | Применение в условиях высоких температур, например, для перевозки автоцистерн с горячим асфальтом и самосвальных кузовов, а также для хранения некоторых емкостей для хранения химикатов, таких как перекись водорода. |
| 6061 | Хороший универсальный сплав. | Не лучший рейтинг в какой-либо конкретной области. | Конструкционные и сварные узлы, вагоны, трубопроводы, самолеты, автозапчасти. |
| 6063 | Средняя прочность и хорошая коррозионная стойкость, свариваемость и обрабатываемость. | Не большая обрабатываемость. | Экструдированные детали, такие как трубы, перила, мебель, архитектурное, медицинское оборудование. |
Алюминий 3003
Алюминий 3003 не подвергается термообработке. Обладая на 20% большей прочностью, чем 1100, 3003 представляет собой практичный алюминий общего назначения для приложений средней прочности.
Выбор присадочного металла можно несколько упростить. Почти все алюминиевые присадочные металлы попадают либо в серию алюминий-кремний 4XXX, либо в серию алюминий-магний 5XXX.
В целом в Северной Америке 80% продаваемого алюминиевого присадочного металла производится всего из двух сплавов, 4043 и 5356. Кроме того, один из этих двух сплавов является правильным выбором для 80% применений.
Сплав 4043
Сплав 4043 очень хорошо подходит для соединения любых сплавов 6XXX для экструзии/листов/пластин, таких как 6061 или 6063. Он также хорошо подходит для сварки большинства литейных сплавов и для сварки сплавов 6XXX с отливками. Однако 4043 не следует, за одним исключением, использовать для сварки сплавов 5ХХХ.
Сплав 4043 имеет 5% содержания кремния (Si), в то время как сплавы 5XXX содержат целых 6% магния (Mg). При сварке сплавов 5ХХХ с 4043 образуется много интерметаллида Mg 2 Si, который очень хрупок и может отрицательно сказаться на ударной вязкости и пластичности сварного шва.
Как насчет исключений? Обычный сплав 5052 содержит всего 21/2% магния. Из-за низкого содержания магния его можно сваривать с использованием стали 4043.
Один раз не следует использовать 4043 для сварки сплавов 6XXX, когда материал будет анодирован после сварки. Если используется 4043, сварной шов будет анодироваться в очень темный, неприятный цвет. В этом случае следует использовать 5356.
Сплав 5356
Сплав 5356 очень хорошо подходит для соединения сплавов 5XXX, 6XXX и 5XXX со сплавами 6XXX. Однако его никогда не следует использовать для сварки любого из сплавов 2XXX или других сплавов, содержащих медь, таких как 6013 или 6111, потому что сварной шов, скорее всего, растрескается.
Сплавы 4043, и 5356 хорошо работают при сварке сплавов 6ХХХ.
И 4043, и 5356 хорошо работают при сварке сплавов 6ХХХ. Какой из них следует выбрать? 5356 обеспечит сварные швы с более высокой прочностью на сдвиг и лучшей пластичностью, хотя на сварных швах будет больше черного нагара (рис. 2). 4043 будет легче использовать сварщику, сварка будет выглядеть лучше, и она будет менее чувствительна к образованию трещин.
Присадочный сплав 2319 специально разработан для сварки сплавов 2219 и 2319.
Присадочный сплав 4643 был специально разработан для термообработки.
При сварке компонента, который будет полностью термообработанный (обработка на твердый раствор, закалка и старение) после сварки для восстановления свойств T6, рассмотрите возможность использования присадки 4643.
Это приведет к получению сварных швов с давлением 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм после термообработки.
Сплавы 5XXX с содержанием магния выше 3% (5356 попадает в эту категорию) могут стать восприимчивыми к коррозионному растрескиванию под напряжением, если они подвергаются воздействию температур выше (150 °F − 32) × 5/9 = 65,556 °C в течение длительных периодов времени. В этом случае следует использовать присадочный сплав с более низким содержанием магния, чем 5356.
Присадочный сплав 5554 был разработан специально для этой цели.
Многие правила сварки требуют, чтобы сварные швы из более прочных сплавов 5XXX, таких как 5083 или 5456, имели минимальную прочность на растяжение 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм. В то время как сварка этих сплавов с использованием 5356 иногда удовлетворяет этому требованию, образцы на растяжение часто не соответствуют этому требованию, терпя неудачу при 38 или 39 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Если есть такие разрывы при растяжении, рассмотрите возможность замены на присадочный сплав 5556 или 5183.
При сварке сплавов 6ХХХ и/или отливок при возникновении проблем с растрескиванием, включая растрескивание лунок, рассмотрите возможность замены на 4047. Присадочный сплав 4047 похож на 4043, но содержит 12% кремния, имеет более узкий диапазон плавления, чем 4043, и более устойчив к растрескиванию.
 |