С ростом алюминия в сварной индустрии изготовления и его принятием в качестве отличной альтернативы стали для многих применений, существуют растущие требования для тех, кто связан с разработкой алюминиевых проектов, чтобы стать более знакомыми с этой группой материалов. Чтобы полностью понять алюминий, рекомендуется начать с знакомства с системой идентификации / обозначения алюминия, множеством алюминиевых сплавов и их характеристиками.

Алюминиевый сплав и система обозначения- В Северной Америке Aluminum Association Inc. отвечает за распределение и регистрацию алюминиевых сплавов. В настоящее время существует более 400 кованых алюминиевых и кованых алюминиевых сплавов и более 200 алюминиевых сплавов в виде отливок и слитков, зарегистрированных в алюминиевой ассоциации. Пределы химического состава сплава для всех этих зарегистрированных сплавов содержатся в алюминиевой ассоциацииЧирская книгаПод названием «Обозначения международных сплава и химические ограничения композиции для кованых алюминия и кованых алюминиевых сплавов» и в ихРозовая книгаПод названием «Обозначения и ограничения химического состава для алюминиевых сплавов в форме отливок и слитков. Эти публикации могут быть чрезвычайно полезны для инженера -сварки при разработке процедур сварки, и при рассмотрении химии и его связи с чувствительностью к трещинам важны.

Алюминиевые сплавы могут быть классифицированы на ряд групп на основе характеристик конкретного материала, таких как его способность реагировать на тепловую и механическую обработку и первичный сплав, добавленный к алюминиевому сплаву. Когда мы рассмотрим систему нумерации / идентификации, используемой для алюминиевых сплавов, выявлены вышеупомянутые характеристики. Кованые и литые алюминиевые системы имеют разные системы идентификации. Кованая система представляет собой 4-значную систему, а отливки, имеющие 3-значную и 1-десятилетнюю систему.

Система обозначения сплава- Сначала мы рассмотрим 4-значную систему идентификации алюминиевого сплава. Первая цифра (XXXX) указывает на основной сплавленный элемент, который был добавлен в алюминиевый сплав и часто используется для описания серии алюминиевого сплава, IE, 1000 Series, серии 2000, серии 3000, до 8000 серии (см. Таблицу 1).

Вторая однозначная цифра (xXXX), если отличается от 0, указывает на модификацию конкретного сплава и третью и четвертую цифры (xxXX) являются произвольными числами, которые даны для определения конкретного сплава в серии. Пример: в сплаве 5183 число 5 указывает на то, что он имеет серию сплава магния, 1 указывает, что это 1^stМодификация оригинального сплава 5083, и 83 идентифицирует его в серии 5xxx.

Единственное исключение из этой системы нумерации сплавов - с алюминиевыми сплавами 1xxx алюминиевых сплавов (чистые алюминиевые), в этом случае последние 2 цифры обеспечивают минимальный процент алюминия выше 99%, то есть, сплав 13.(50)(99,50% минимальный алюминий).

Система обозначения алюминиевого сплава

Таблица 1

Обозначение сплавов- Система обозначения лисового сплава основана на трехзначной десятичной обозначении xxx.x (т. 356.0). Первая цифра (Xxx.x) указывает основной легирующий элемент, который был добавлен в алюминиевый сплав (см. Таблицу 2).

Система обозначения алюминиевого сплава

Таблица 2

Вторая и третья цифры (xXX.x) являются произвольными числами, которые даны для определения конкретного сплава в серии. Число после десятичной точки указывает, является ли сплав литьем (.0) или слитком (.1 или .2). Префикс буквы заглавного буква указывает на изменение конкретного сплава.
Пример: сплав - A356.0 Capital A (Axxx.x) указывает модификацию сплава 356.0. Номер 3 (3xx.x) указывает, что это из серии кремния плюс меди и/или магния. 56 дюймов (топор56.0) идентифицирует сплав в серии 3xx.x и .0 (axxx.0) указывает, что это окончательный литье формы, а не слиток.

Система обозначения алюминиевого характера -Если мы рассмотрим различные серии алюминиевых сплавов, мы увидим, что в их характеристиках существуют значительные различия в их характеристиках и последующем применении. Первая точка распознавания, после понимания системы идентификации, заключается в том, что в указанном выше серии существует два явно разных типа алюминия. Это алюминиевые сплавы с термообработкой (те, которые могут набирать силу за счет добавления тепла) и неживых алюминиевых сплавов. Это различие особенно важно при рассмотрении влияния дуговой сварки на эти два типа материалов.

Кованые алюминиевые сплавы 1xxx, 3xxx и 5xxx не поддаются искажению и являются только упространенными деформациями. Кованые алюминиевые сплавы 2xxx, 6xxx и 7xxx являются теплоемкими сплавами, а серия 4xxx состоят как из термообработанных, так и из-подготовимых сплавов. Литые сплавы серии 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x и 7xx.x. Утверждение напряжения обычно не применяется к отливкам.

Теплообработанные сплавы получают свои оптимальные механические свойства в процессе тепловой обработки, наиболее распространенной тепловой обработкой являются термообработка раствора и искусственное старение. Тепловая обработка раствора - это процесс нагрева сплава до повышенной температуры (около 990 градусов F), чтобы положить сплавные элементы или соединения в раствор. За этим следует гасить, обычно в воде, для получения перенасыщенного раствора при комнатной температуре. Растворная тепловая обработка обычно сопровождается старением. Старение - это осаждение части элементов или соединений из перенасыщенного раствора, чтобы получить желательные свойства.

Нежилые излучаемые сплавы приобретают свои оптимальные механические свойства за счет упрочнения деформации. Упрочнение деформации- это метод увеличения прочности посредством применения холодной работы. T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Обозначения основного температуры

Таблица 3

В дополнение к обозначению основного характера существует две категории подразделения, одна из которых касается характера «H» - упрочнения деформации, а другая, обращающаяся к характеру «Т» - термически обработанное обозначение.

Подразделения H Demper - напряжение затвердело

Первая цифра после H указывает на основную операцию:
H1- Только напряжение затвердело.
H2- напряжение закален и частично отжиг.
H3- напряжение закален и стабилизировано.
H4- напряжение закален и лакирован или окрашен.

Вторая цифра после H указывает на степень упрочнения деформации:
HX2- четверть жесткой HX4- Half Hard HX6-Три четверти жестко
HX8- Полный жесткий HX9- очень сложно

Подразделения T Temper - термически обработанное

T1- Естественно выдержанный после охлаждения от повышенного процесса формирования температуры, такого как экструдирование.
T2- холод работал после охлаждения от повышенного процесса формирования температуры, а затем естественным образом выдержан.
T3- Раствор, обработанные на тепло, холод работал и естественно выдержан.
T4- Раствор тепло, обработанные и естественным образом выдержанный.
T5- Искусственно выдерживается после охлаждения от повышенного процесса формирования температуры.
T6- Решение тепло, обработанное и искусственно выдержанное.
T7- раствор тепло, обработанные и стабилизированные (переоборудованные).
T8- Решение, обработанное на тепло, холодно и искусственно выдержан.
T9- Решение тепло, обработанное, искусственно выдержанное и холодное.
T10- Холод работал после охлаждения от повышенного процесса формирования температуры, а затем искусственно выдержанного.

Дополнительные цифры указывают на снятие напряжения.
Примеры:
TX51или txx51- стресс снят с облегчением от растяжения.
TX52или txx52- стресс снят путем сжатия.

Алюминиевые сплавы и их характеристики- Если мы рассмотрим семь серий кованых алюминиевых сплавов, мы оценим их различия и поймем их приложения и характеристики.

1xxx серии сплавов-(не поддающиеся исходу-с предельной прочностью растяжения от 10 до 27 тыс. Кв. Они сварки. Однако из -за своего узкого диапазона плавления они требуют определенных соображений, чтобы создать приемлемые сварки. При рассмотрении для изготовления эти сплавы выбираются главным образом для их превосходной коррозионной стойкости, например, в специализированных химических резервуарах и трубах, или для их превосходной электрической проводимости, как в применении шины. Эти сплавы имеют относительно плохие механические свойства и редко будут рассматриваться для общего структурного применения. Эти базовые сплавы часто приварены с соответствующим материалом наполнителя или сплавами 4xxx наполнителя, зависящими от требований к применению и производительности.

2xxx серии сплавов- (термообработанный - с окончательной прочностью растяжения от 27 до 62 тыс. Кв. Они имеют отличную силу в широком диапазоне температуры. Некоторые из этих сплавов считаются не сдающимися процессами дуговой сварки из-за их восприимчивости к горячим растрескиванию и коррозионным растрескиванию напряжения; Тем не менее, другие очень успешно сварены с правильными процедурами сварки. Эти базовые материалы часто приварены с сплавами наполнителей серии 2xxx, предназначенными для соответствия их производительности, но иногда могут быть приварены с наполнителями серии 4xxx, содержащих кремний или кремний и медь, в зависимости от требований к применению и обслуживанию.

Сплавы серии 3XXX-(не поддающиеся исходу-с предельной прочностью растяжения от 16 до 41 тыс. Кв. Одним из их первых применений были горшки и сковородки, и сегодня они являются основным компонентом для теплообменников в транспортных средствах и электростанциях. Их умеренная сила, однако, часто исключает их рассмотрение структурных применений. Эти базовые сплавы приварены сплавами 1xxx, 4xxx и 5xxx серии, в зависимости от их конкретной химии и конкретных требований применения и обслуживания.

4xxx серии сплавов-(термообработанный и не поддающийся нагреванию-с окончательной прочностью на растяжение от 25 до 55 тыс. Кв. Кремний, при добавлении в алюминий, уменьшает его температуру плавления и улучшает его текучесть при расплаве. Эти характеристики желательны для материалов наполнителя, используемых как для сварки, так и для пайки. Следовательно, эта серия сплавов преимущественно найдена в качестве материала наполнителя. Кремний, независимо от алюминия, не поддается нагреванию; Тем не менее, ряд этих кремниевых сплавов были разработаны, чтобы иметь добавление магния или меди, что дает им возможность благоприятно реагировать на термообработку раствора. Как правило, эти сплавы на заливке с термообработкой используются только тогда, когда должен быть подвергнут сварному компоненту для тепловых обработок после сварки.

5xxx серии сплавов-(не поддающийся нагреванию-с предельной прочностью растяжения от 18 до 51 тыс. Кв. Кроме того, эта серия сплавов легко смазывается, и по этим причинам они используются для широкого спектра применений, таких как судостроение, транспорт, сосуды под давлением, мосты и здания. Сплавы основания магния часто приварены сплавами наполнителя, которые выбираются после рассмотрения содержания магния в базовом материале, а также условия применения и обслуживания сварного компонента. Сплавы в этой серии с более чем 3,0% магния не рекомендуются для повышенной температурной службы выше 150 градусов F из -за их потенциала для сенсибилизации и последующей восприимчивости к растрескиванию коррозии напряжений. Базовые сплавы с менее чем приблизительно 2,5% магния часто успешно сплавляются с сплавами серии 5xxx или 4xxx. Базовый сплав 5052 обычно распознается как максимальный сплав с содержанием магния, который можно приваривать сплавом наполнителя 4xxx серии. Из-за проблем, связанных с эвтектическим плавлением и связанных с ними плохими механическими свойствами, не рекомендуется сварки материала в этой серии сплава, которые содержат более высокое количество магния с наполнителями серии 4xxx. Более высокие основы магния приварены только сплавами наполнителя 5xxx, которые обычно соответствуют составу базового сплава.

6xxx серии сплавов- (Тепловидное излучение - с предельной прочностью растяжения от 18 до 58 тыс. Кв. Добавление магния и кремния в алюминий создает соединение магния-силицидов, что обеспечивает этот материал его способность становиться раствором, обработанным для улучшения прочности. Эти сплавы естественным образом чувствительны к трещину, и по этой причине их не следует сварки дуговой сварной платы (без материала наполнителя). Добавление достаточного количества материала наполнителя во время процесса сварки дуговой сварки имеет важное значение для обеспечения разбавления базового материала, тем самым предотвращая проблему горячего растрескивания. Они приварены материалами 4xxx и 5xxx заполнителя, в зависимости от требований к применению и обслуживанию.

7xxx серии сплавов- (термообработанный - с окончательной прочностью растяжения от 32 до 88 тыс. Кв. Эти сплавы часто используются в высокопроизводительных приложениях, таких как самолеты, аэрокосмическая промышленность и конкурентное спортивное оборудование. Подобно серии сплавов 2xxx, эта серия включает сплавы, которые считаются неподходящими кандидатами для сварки дуговой сварки, и других, которые часто успешно сварены дуги. Обычно сваренные сплавы в этой серии, такие как 7005, преимущественно сварены сплавами наполнителей 5xxx.

Краткое содержание- Сегодняшние алюминиевые сплавы вместе с их различными характеристиками составляют широкий и универсальный ассортимент производственных материалов. Для оптимальной разработки продукта и успешной разработки процедур сварки важно понять различия между множеством доступных сплавов и их различными характеристиками производительности и сварки. При разработке процедур сварки дуговой сварки для этих различных сплавов необходимо уделять внимание конкретному сплавому сплаву. Часто говорят, что дуговая сварка алюминия не сложно, «это просто по -другому». Я считаю, что важной частью понимания этих различий является знакомство с различными сплавами, их характеристиками и их системой идентификации.