Mat dem Wuesstem vun Aluminium an der Schweessindustrie a senger Akzeptanz als exzellent Alternativ zu Stol fir vill Uwendungen, gëtt et ëmmer méi Ufuerderungen un déi, déi un der Entwécklung vun Aluminiumprojeten bedeelegt sinn, sech méi mat dëser Materialgrupp vertraut ze maachen. Fir Aluminium vollstänneg ze verstoen, ass et ubruecht, sech mat dem Aluminiumidentifikatiouns-/Bezeechnungssystem, de ville verfügbaren Aluminiumlegierungen an hire Charakteristiken unzefänken.

Den Aluminiumlegierung Temper- a Bezeechnungssystem- An Nordamerika ass d'Aluminium Association Inc. verantwortlech fir d'Zouweisung an d'Registréierung vun Aluminiumlegierungen. Aktuell ginn et iwwer 400 geschmied Aluminium- a geschmied Aluminiumlegierungen an iwwer 200 Aluminiumlegierungen a Form vu Gossstécker a Barren, déi bei der Aluminum Association registréiert sinn. D'Grenze fir d'chemesch Zesummesetzung vun de Legierungen fir all dës registréiert Legierungen sinn an der Aluminum Association hirer ... enthale.Teal Buchmam Titel "International Legierungsbezeechnungen a chemesch Zesummesetzungsgrenze fir geschmiedegt Aluminium a geschmiedegt Aluminiumlegierungen" an an hirenRosa Buchmam Titel „Bezeechnungen a chemesch Zesummesetzungsgrenze fir Aluminiumlegierungen a Form vu Gossstécker a Barren“. Dës Publikatioune kënne fir de Schweessingenieur extrem nëtzlech sinn, wann et drëm geet, Schweessprozeduren z'entwéckelen, a wann d'Berécksiichtegung vun der Chimie an hirem Zesummenhang mat der Rëssempfindlechkeet wichteg ass.

Aluminiumlegierunge kënnen a verschidde Gruppen agedeelt ginn, baséiert op de Charakteristike vum jeweilege Material, wéi zum Beispill seng Fäegkeet, op thermesch a mechanesch Behandlungen ze reagéieren, an dat primär Legierungselement, dat der Aluminiumlegierung bäigefüügt gëtt. Wa mir d'Nummeréierungs-/Identifikatiounssystem fir Aluminiumlegierunge berücksichtegen, ginn déi uewe genannten Charakteristiken identifizéiert. Schmiede- a Gossaluminium hunn ënnerschiddlech Identifikatiounssystemer. Schmiede- a Gossaluminium ass e 4-stellege System an d'Goss-Aluminium huet en 3-stellege System mat engem Dezimalkommasystem.

System fir d'Bezeechnung vu geschmiedete Legierungen- Mir wäerten als éischt de 4-stellege System fir d'Identifikatioun vun enger geschmiedter Aluminiumlegierung betruechten. Déi éischt Ziffer (Xxxx) weist dat Haaptlegierungselement un, dat der Aluminiumlegierung bäigefüügt gouf a gëtt dacks benotzt fir d'Aluminiumlegierungsserie ze beschreiwen, z.B. Serie 1000, Serie 2000, Serie 3000, bis zur Serie 8000 (kuckt Tabelle 1).

Déi zweet eenzel Ziffer (xXxx), wann ënnerschiddlech vun 0, weist dat eng Modifikatioun vun der spezifescher Legierung un, an déi drëtt an véiert Ziffer (xxXX) sinn arbiträr Zuelen, déi gi fir eng spezifesch Legierung an der Serie z'identifizéieren. Beispill: An der Legierung 5183 weist d'Zuel 5 un, datt et aus der Magnesiumlegierungsserie ass, d'Zuel 1 weist un, datt et déi 1 ass.^steng Modifikatioun vun der ursprénglecher Legierung 5083, an den 83 identifizéiert se an der 5xxx Serie.

Déi eenzeg Ausnam vun dësem Legierungsnummeréierungssystem ass bei den Aluminiumlegierungen aus der 1xxx Serie (reng Aluminium), an deem Fall déi lescht 2 Zifferen de minimale Prozentsaz vun Aluminium iwwer 99% uginn, also Legierung 13.(50)(mindestens 99,50% Aluminium).

BEZEICHNUNGSSYSTEM FIR SCHMIEDZUELTE ALUMINIUMLEGIERUNGEN

Tabelle 1

Bezeechnung vun der Gosslegierung- D'Bezeechnungssystem fir Gosslegierungen baséiert op enger 3-stelleger plus Dezimalbezeechnung xxx.x (dh 356.0). Déi éischt Ziffer (Xxx.x) weist dat Haaptlegierungselement un, dat der Aluminiumlegierung bäigefüügt gouf (kuckt Tabelle 2).

BEZEICHNUNGSSYSTEM FIR GUSSALUMINIUMLEGIERUNGEN

Tabelle 2

Déi zweet an drëtt Ziffer (xXX.x) sinn arbiträr Zuelen, déi ugi ginn, fir eng spezifesch Legierung an der Serie z'identifizéieren. D'Zuel nom Dezimalpunkt weist un, ob et sech ëm e Gossstéck (.0) oder e Barren (.1 oder .2) handelt. E Groussbuschtawpräfix weist eng Modifikatioun vun enger spezifescher Legierung un.
Beispill: Legierung – A356.0 déi grouss A (Axxx.x) weist eng Modifikatioun vun der Legierung 356.0 un. D'Zuel 3 (A3xx.x) weist drop hin, datt et aus der Silizium plus Koffer an/oder Magnesium Serie ass. Déi 56 an (Ax56.0) identifizéiert d'Legierung an der 3xx.x Serie, an den .0 (Axxx.0) weist un, datt et sech ëm e Goss mat der definitiver Form handelt a kee Barren.

Den Aluminium Temper Bezeechnungssystem -Wa mir déi verschidde Serien vun Aluminiumlegierungen betruechten, da gesi mir, datt et bedeitend Ënnerscheeder an hire Charakteristiken an hirer domat verbonnener Uwendung gëtt. Den éischte Punkt, deen een erkennen muss, nodeems een den Identifikatiounssystem verstanen huet, ass, datt et zwou däitlech verschidden Zorte vun Aluminium an der uewe genannter Serie gëtt. Dëst sinn d'Hëtztbehandlungsfäeg Aluminiumlegierungen (déi, déi duerch d'Zousätzlech vun Hëtzt u Stäerkt gewannen) an d'Net-Hëtztbehandlungsfäeg Aluminiumlegierungen. Dës Ënnerscheedung ass besonnesch wichteg, wann een d'Auswierkunge vum Bouschweessen op dës zwou Materialien berécksiichtegt.

Déi geschmied Aluminiumlegierungen aus der Serie 1xxx, 3xxx an 5xxx sinn net hëtzebehandelbar a kënnen nëmme duerch Dehnung gehärtet ginn. Déi geschmied Aluminiumlegierungen aus der Serie 2xxx, 6xxx an 7xxx sinn hëtzebehandelbar, an d'Serie 4xxx besteet aus souwuel hëtzebehandelbaren wéi och net-hëtzebehandelbare Legierungen. Déi gegoss Legierungen aus der Serie 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x an 7xx.x sinn hëtzebehandelbar. Dehnungshärtung gëtt allgemeng net op Gossstécker ugewannt.

Déi hëtzebehandelbar Legierungen kréien hir optimal mechanesch Eegeschaften duerch e Prozess vun der Wärmebehandlung, woubäi déi heefegst Wärmebehandlunge Léisungshëtzebehandlung an künstlech Alterung sinn. Léisungshëtzebehandlung ass de Prozess vun der Erhëtzung vun der Legierung op eng erhéicht Temperatur (ongeféier 990 Grad Fahrenheit), fir d'Legierungselementer oder -verbindungen an eng Léisung ze bréngen. Dëst gëtt gefollegt vun engem Ofkillen, normalerweis a Waasser, fir eng iwwersättigte Léisung bei Raumtemperatur ze produzéieren. Léisungshëtzebehandlung gëtt normalerweis vun engem Alterungsprozess gefollegt. Alterung ass d'Ausfällung vun engem Deel vun den Elementer oder Verbindungen aus enger iwwersättigte Léisung, fir gewënscht Eegeschaften ze kréien.

Déi net-hëtzebehandelbar Legierungen kréien hir optimal mechanesch Eegeschaften duerch Dehnungshärtung. Dehnungshärtung ass d'Method fir d'Festigkeit duerch d'Uwendung vu Kaltveraarbechtung ze erhéijen. T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

DÉI GRONDLECH TEMPERATURBEZEEHNUNG

Tabelle 3

Nieft der Basisbezeechnung vun der Anhärtung gëtt et zwou Ënnerdeelungskategorien, eng fir d'Bezeechnung "H" Anhärtung - Dehnungshärtung, an déi aner fir d'Bezeechnung "T" Anhärtung - thermesch behandelt.

Ënnerdeelungen vun H Temper - Dehnungsgehärtet

Déi éischt Ziffer nom H weist eng Basisoperatioun un:
H1– Nëmme gespannt.
H2– Dehnungsgehärtet a partiell geglüht.
H3– Dehnungsgehärtet a stabiliséiert.
H4– Dehnungsgehärtet a lackéiert oder ugestrach.

Déi zweet Ziffer nom H weist de Grad vun der Dehnungshärtung un:
HX2– Véierel haart HX4– Hallef haart HX6– Dräi Véirel schwéier
HX8– Voll Hard HX9– Extra haart

Ënnerdeelungen vun T Temper – Thermesch behandelt

T1- Natierlech gereift nom Ofkille vun engem Formprozess mat erhéichter Temperatur, wéi z.B. Extrudéierung.
T2- Kalt veraarbecht nodeems et vun engem erhéichte Temperaturen ofgekillt gouf an duerno natierlech gereift gouf.
T3- Léisungshëtzbehandelt, kal veraarbecht an natierlech gereift.
T4- Léisungshëtzbehandelt an natierlech gereift.
T5- Kënschtlech gereift nom Ofkille vun engem Formprozess mat erhéichter Temperatur.
T6- Léisungswärmebehandelt an künstlech gealtert.
T7- Léisungswärmebehandelt a stabiliséiert (iwwergealtert).
T8- Léisungswärmebehandelt, kal veraarbecht a künstlech gereift.
T9- Léisungswärmebehandelt, künstlech gealtet a kal veraarbecht.
T10- Kalt veraarbecht nodeems et vun engem Formprozess mat erhéichter Temperatur ofgekillt an duerno kënschtlech gealtert gouf.

Zousätzlech Zifferen weisen Stressreduktioun un.
Beispiller:
TX51oder TXX51– Stress duerch Stretching ofbauen.
TX52oder TXX52– Stress duerch Kompressioun ofgebaut.

Aluminiumlegierungen an hir Charakteristiken- Wa mir déi siwe Serien vu geschmiedten Aluminiumlegierungen betruechten, wäerte mir hir Ënnerscheeder schätzen an hir Uwendungen a Charakteristiken verstoen.

1xxx Serie Legierungen– (net hëtzebehandelbar – mat enger maximaler Zuchfestigkeit vun 10 bis 27 ksi) dës Serie gëtt dacks als reng Aluminiumserie bezeechent, well se mindestens 99,0% Aluminium muss hunn. Si sinn schweessbar. Wéinst hirem enke Schmelzberäich erfuerderen se awer bestëmmt Iwwerleeungen, fir akzeptabel Schweessprozeduren ze produzéieren. Wann dës Legierungen fir d'Fabrikatioun berécksiichtegt ginn, ginn se haaptsächlech wéinst hirer iwwerleeëner Korrosiounsbeständegkeet, wéi a spezialiséierte chemesche Panzer a Päifen, oder wéinst hirer exzellenter elektrescher Leetfäegkeet, wéi a Sammlerschinnenapplikatiounen, ausgewielt. Dës Legierungen hunn relativ schlecht mechanesch Eegeschaften a géife selten fir allgemeng strukturell Uwendungen berécksiichtegt ginn. Dës Basislegierunge ginn dacks mat passendem Fëllmaterial oder mat 4xxx Fëlllegierungen geschweesst, ofhängeg vun der Uwendung an den Leeschtungsufuerderungen.

2xxx Serie Legierungen– (hëtzebehandelbar – mat enger maximaler Zuchfestigkeit vun 27 bis 62 ksi) Dëst sinn Aluminium-/Kofferlegierungen (Kofferzousätz vun 0,7 bis 6,8 %), a si sinn héichfestig, héichperformant Legierungen, déi dacks fir Loft- a Raumfaart- a Fligerapplikatioune benotzt ginn. Si hunn eng exzellent Festigkeit iwwer e breede Temperaturberäich. E puer vun dëse Legierungen gëllen als net-schweessbar duerch d'Bougschweissprozesser wéinst hirer Ufällegkeet fir waarm Rëssbildung a Spannungskorrosioun; anerer kënnen awer ganz erfollegräich mat de richtege Schweessprozedure geschweesst ginn. Dës Basismaterialien ginn dacks mat héichfeste Fëlllegierungen aus der 2xxx Serie geschweesst, déi fir hir Leeschtung entwéckelt sinn, kënnen awer heiansdo mat de Fëllmaterialien aus der 4xxx Serie geschweesst ginn, déi Silizium oder Silizium a Koffer enthalen, ofhängeg vun der Uwendung an den Ufuerderunge vum Service.

3xxx Serie Legierungen– (net hëtzebehandelbar – mat enger maximaler Zuchfestigkeit vun 16 bis 41 ksi) Dëst sinn d'Aluminium-/Mangan-Legierungen (Mangan-Zousätz vun 0,05 bis 1,8%) a si vu mëttlerer Festigkeit, hunn eng gutt Korrosiounsbeständegkeet, eng gutt Formbarkeet a si gëeegent fir den Asaz bei erhéichten Temperaturen. Ee vun hiren éischten Uwendungsgebidder waren Dëppen a Pannen, a si sinn haut déi wichtegst Komponent fir Wärmetauscher a Gefierer a Kraaftwierker. Hir mëttel Festigkeit verhënnert awer dacks, datt se fir strukturell Uwendungen berécksiichtegt ginn. Dës Basislegierunge gi mat Fëlllegierungen aus der Serie 1xxx, 4xxx a 5xxx geschweesst, ofhängeg vun hirer spezifescher Chimie an de spezifeschen Uwendungs- a Serviceufuerderungen.

4xxx Serie Legierungen– (hëtzebehandelbar an net-hëtzebehandelbar – mat enger maximaler Zuchfestigkeit vun 25 bis 55 ksi) Dëst sinn d'Aluminium/Siliciumlegierungen (Siliciumzousätz vun 0,6 bis 21,5%) a sinn déi eenzeg Serien, déi souwuel hëtzebehandelbar wéi och net-hëtzebehandelbar Legierungen enthalen. Silizium, wann et zu Aluminium bäigefüügt gëtt, reduzéiert säi Schmelzpunkt a verbessert seng Flëssegkeet beim Schmelzen. Dës Charakteristike si wënschenswäert fir Fëllmaterialien, déi souwuel fir Schmelzschweessen wéi och fir Läten benotzt ginn. Dofir gëtt dës Serie vu Legierungen haaptsächlech als Fëllmaterial fonnt. Silizium, onofhängeg vun Aluminium, ass net hëtzebehandelbar; awer eng Rei vun dëse Siliziumlegierungen goufen entwéckelt fir Zousätz vu Magnesium oder Koffer ze hunn, wat hinnen d'Fäegkeet gëtt, favorabel op Léisungshëtzebehandlung ze reagéieren. Typesch ginn dës hëtzebehandelbar Fëlllegierungen nëmme benotzt, wann e geschweesste Baudeel enger thermescher Behandlung no der Schweess ënnerworf gëtt.

5xxx Serie Legierungen– (net hëtzebehandelbar – mat enger maximaler Zuchfestigkeit vun 18 bis 51 ksi) Dëst sinn d'Aluminium/Magnesiumlegierungen (Magnesiumzousätz vun 0,2 bis 6,2%) a si hunn déi héchst Festigkeit vun den net-hëtzebehandelbare Legierungen. Zousätzlech ass dës Legierungsserie liicht schweessbar, an aus dëse Grënn gi se fir eng breet Palette vun Uwendungen agesat, wéi z. B. Schëffsbau, Transport, Drockbehälter, Brécken a Gebaier. D'Magnesiumbasislegierunge ginn dacks mat Fëlllegierunge geschweesst, déi no Berécksiichtegung vum Magnesiumgehalt vum Basismaterial an den Uwendungs- a Betribsbedingunge vum geschweesste Baudeel ausgewielt ginn. Legierungen an dëser Serie mat méi wéi 3,0% Magnesium ginn net fir erhéicht Temperaturen iwwer 150 °F recommandéiert wéinst hirem Potenzial fir Sensibiliséierung an hirer spéiderer Ufällegkeet fir Spannungskorrosiounsrëss. Basislegierunge mat manner wéi ongeféier 2,5% Magnesium ginn dacks erfollegräich mat de Fëlllegierunge vun der 5xxx- oder 4xxx-Serie geschweesst. D'Basislegierung 5052 gëllt allgemeng als déi Basislegierung mat dem maximalen Magnesiumgehalt, déi mat enger Fëlllegierung aus der Serie 4xxx geschweesst ka ginn. Wéinst Problemer am Zesummenhang mat eutektischem Schmelzen an domat verbonnenen schlechten mechaneschen Eegeschafte beim Schweessen ass et net recommandéiert, Material aus dëser Legierungsserie, déi méi héich Quantitéiten u Magnesium mat de Fëllstoffer aus der Serie 4xxx ze schweessen. Déi Basismaterialien mat méi héijem Magnesiumgehalt ginn nëmme mat 5xxx Fëlllegierungen geschweesst, déi allgemeng mat der Zesummesetzung vun der Basislegierung iwwereneestëmmen.

6XXX Serie Legierungen– (hëtzebehandelbar – mat enger maximaler Zuchfestigkeit vun 18 bis 58 ksi) Dëst sinn d'Aluminium/Magnesium-Silicium-Legierungen (Magnesium- a Siliziumzousätz vu ronn 1,0%) a si wäit verbreet an der Schweessindustrie ze fannen, haaptsächlech a Form vun Extrusioune benotzt a a ville strukturelle Komponenten integréiert. D'Zousätz vu Magnesium a Silizium zu Aluminium produzéiert eng Verbindung aus Magnesiumsilizid, déi dësem Material seng Fäegkeet gëtt, eng Léisungshëtzebehandlung fir eng verbessert Festigkeit ze maachen. Dës Legierunge si vun Natur aus empfindlech op Erstarrungsrëss, an dofir sollten se net autogen (ouni Fëllmaterial) geschweesst ginn. D'Zousätz vun ausreechende Quantitéiten u Fëllmaterial während dem Bougeschweessprozess ass essentiell, fir d'Basismaterial ze verdënnen an doduerch de Problem mat waarme Rëss ze vermeiden. Si gi mat souwuel 4xxx wéi och 5xxx Fëllmaterial geschweesst, ofhängeg vun der Uwendung an den Ufuerderunge vum Service.

7XXX Serie Legierungen– (hëtzebehandelbar – mat enger maximaler Zuchfestigkeit vun 32 bis 88 ksi) Dëst sinn d'Aluminium-/Zinklegierungen (Zinkzousätz vun 0,8 bis 12,0%) a bilden e puer vun den Aluminiumlegierungen mat der héchster Festigkeit. Dës Legierunge ginn dacks an Héichleistungsapplikatiounen, wéi Fligeren, Loftfaart a kompetitiv Sportausrüstung, benotzt. Wéi d'2xxx Serie vun Legierungen enthält dës Serie Legierungen, déi als onpassend Kandidaten fir de Bougeschweiss ugesi ginn, an aner, déi dacks erfollegräich mam Bougeschweiss kënne ginn. Déi üblech geschweißte Legierungen an dëser Serie, wéi 7005, ginn haaptsächlech mat de Fëlllegierungen aus der 5xxx Serie geschweißt.

Resumé- Déi haiteg Aluminiumlegierungen, zesumme mat hiren ënnerschiddlechen Temperungsgraden, bilden eng breet a villfälteg Palette vu Fabrikatiounsmaterialien. Fir en optimalt Produktdesign an eng erfollegräich Entwécklung vu Schweessprozeduren ass et wichteg, d'Ënnerscheeder tëscht de ville verfügbare Legierungen an hire verschiddene Leeschtungs- a Schweessbarkeetseigenschaften ze verstoen. Bei der Entwécklung vu Lichtbogenschweißprozedure fir dës verschidde Legierungen muss déi spezifesch Legierung, déi geschweesst gëtt, berécksiichtegt ginn. Et gëtt dacks gesot, datt Lichtbogenschweißen vun Aluminium net schwéier ass, "et ass just anescht". Ech mengen, datt e wichtegen Deel vum Versteesdemech vun dësen Ënnerscheeder ass, sech mat de verschiddene Legierungen, hire Charakteristiken an hirem Identifikatiounssystem vertraut ze maachen.