З ростам алюмінія ў галіне вырабу зваркі і яго прыняцце ў якасці выдатнай альтэрнатывы сталі для многіх прыкладанняў узрастае патрабаванні для тых, хто займаецца распрацоўкай алюмініевых праектаў, каб стаць больш знаёмым з гэтай групай матэрыялаў. Каб у поўнай меры зразумець алюміній, мэтазгодна пачаць, пазнаёміўшыся з сістэмай ідэнтыфікацыі / абазначэння алюмінія, мноствам алюмініевых сплаваў і іх характарыстыкамі.

Алюмініевая сплава і сістэма абазначэння- У Паўночнай Амерыцы Aluminium Association Inc. нясе адказнасць за размеркаванне і рэгістрацыю алюмініевых сплаваў. У цяперашні час існуе больш за 400 кованых алюмінія і кованых алюмініевых сплаваў і больш за 200 алюмініевых сплаваў у выглядзе ліцця і зліткаў, зарэгістраваных у Алюмініевай асацыяцыі. Абмежаванне хімічнага складу сплаву для ўсіх гэтых зарэгістраваных сплаваў змяшчаецца ў асацыяцыі алюмініяКніга Чырапад назвай "Міжнародныя абазначэнні сплаву і абмежаванні хімічнага складу для кованага алюмінія і кованых алюмініевых сплаваў" і ў іхРужовая кнігаПад назвай "Абазначэнні і абмежаванні хімічнага складу для алюмініевых сплаваў у выглядзе ліцця і злітка. Гэтыя публікацыі могуць быць надзвычай карыснымі для інжынера -зварачнага інжынера пры распрацоўцы зварных працэдур і калі ўлік хіміі і яе сувязь з адчувальнасцю да расколін мае важнае значэнне.

Алюмініевыя сплавы могуць быць аднесены да шэрагу груп на аснове характарыстык канкрэтнага матэрыялу, такіх як яго здольнасць рэагаваць на цеплавое і механічнае лячэнне і першасны элемент сплаву, які дадаецца да алюмініевага сплаву. Калі мы разглядаем сістэму нумарацыі / ідэнтыфікацыі, якая выкарыстоўваецца для алюмініевых сплаваў, выяўлены вышэй прыведзеныя характарыстыкі. Кованыя і адліваныя алюмінісы маюць розныя сістэмы ідэнтыфікацыі. Каваная сістэма ўяўляе сабой 4-значную сістэму, а кастынг, які мае трохзначную і 1-дэцымальную сістэму месца.

Сістэма абазначэння сплаву з кованым сплавам- Спачатку разгледзім 4-значную сістэму ідэнтыфікацыі алюмініевага сплаву. Першая лічба (Xxxx) паказвае галоўны элемент легу, які быў дададзены ў алюмініевы сплаў і часта выкарыстоўваецца для апісання серыі алюмініевага сплаву, гэта значыць серыі 1000, серыі 2000, серыі 3000, да 8000 серый (гл. Табліцу 1).

Другая адназначная (хXxx), калі адрозніваецца ад 0, паказвае на мадыфікацыю канкрэтнага сплаву, а трэцяя і чацвёртая лічба (ххXX) з'яўляюцца адвольнымі лічбамі, якія даюцца для ідэнтыфікацыі канкрэтнага сплаву ў серыі. Прыклад: У сплаве 5183 нумар 5 паказвае, што ён знаходзіцца з серыі магнію, 1 паказвае, што гэта 1^stМадыфікацыя да зыходнага сплаву 5083 і 83 ідэнтыфікуе яго ў серыі 5xxx.

Адзінае выключэнне з гэтай сістэмы нумарацыі сплаву - гэта алюмініевыя сплавы серыі 1xxx (чыстыя алюмінімы), і ў гэтым выпадку апошнія 2 лічбы забяспечваюць мінімальны адсотак алюмінія вышэй за 99%, IE, сплаў 13(50)(99,50% мінімальны алюміній).

Сістэма прызначэння алюмініевага сплаву

Табліца 1

Адкінутае абазначэнне сплаву- Сістэма абазначэння лістоў сплаву заснавана на 3-значным дзесятковым прызначэнні XXX.X (г.зн. 356.0). Першая лічба (Xxx.x) паказвае галоўны элемент легу, які быў дададзены ў алюмініевы сплаў (гл. Табліцу 2).

Адкіньце сістэму абазначэння алюмініевага сплаву

Табліца 2

Другая і трэцяя лічба (хXX.x) - гэта адвольныя лікі, якія даюцца для ідэнтыфікацыі канкрэтнага сплаву ў серыі. Колькасць, якая ідзе за дзесятковай кропкай, паказвае, ці з'яўляецца сплаў ліццё (.0) або злітка (.1 або .2). Прыстаўка капіталу паказвае мадыфікацыю пэўнага сплаву.
Прыклад: Сплаў - A356.0 Капітал A (Axxx.x) паказвае на мадыфікацыю сплаву 356.0. № 3 (A3xx.x) паказвае, што гэта з серыі Cilicon Plus медзі і/або магнію. 56 у (сякера56.0) ідэнтыфікуе сплаў у серыі 3xx.x і .0 (AXXX.0) паказвае, што гэта канчатковае ліццё формы, а не злітак.

Сістэма абазначэння алюмінія -Калі разгледзім розныя серыі алюмініевых сплаваў, мы ўбачым, што існуюць значныя адрозненні ў іх характарыстыках і наступным прымяненні. Першы момант, які прызнае, пасля разумення сістэмы ідэнтыфікацыі, заключаецца ў тым, што ў серыі, згаданых вышэй, існуе два выразна розных тыпаў алюмінія. Гэта алюмініевыя сплавы, якія паддаюцца лячэнню (тыя, якія могуць набраць трываласць за кошт цяпла) і алюмініевыя сплавы, якія не паддаюцца лячэнню. Гэта адрозненне асабліва важна пры разглядзе ўплыву дугі зваркі на гэтыя два тыпы матэрыялаў.

Алюмініевыя сплавы 1xxx, 3xxx і 5xxx, якія не паддаюцца лячэнню і паддаюцца лячэнню. 2xxx, 6xxx і 7xxx, якія вырабляюцца алюмініевымі сплавамі, паддаюцца лячэнню, а серыя 4xxx складаецца як з цеплааддачаных, так і з не нагрэўных лекавых сплаваў. 2XX.X, 3XX.X, 4XX.X і 7XX.X CATE CATE SELLY паддаюцца лячэнню. Зацвярдзенне дэфармацыі звычайна не прымяняецца да кастынгаў.

Сплавы, якія падлягаюць лячэнню, набываюць свае аптымальныя механічныя ўласцівасці праз працэс цеплавога лячэння, найбольш распаўсюджанымі тэрмічнымі працэдурамі з'яўляюцца цеплавая апрацоўка раствора і штучнае старэнне. Цеплавая апрацоўка раствора - гэта працэс нагрэву сплаву да павышанай тэмпературы (каля 990 град. F) для таго, каб пакласці ў раствор лекі або злучэнні. Затым варта тушэнне, як правіла, у вадзе, каб вырабляць перанасычаны раствор пры пакаёвай тэмпературы. Цеплавая апрацоўка раствора звычайна суправаджаецца старэннем. Старэнне - гэта ападка часткі элементаў або злучэнняў з перанасычанага раствора, каб атрымаць пажаданыя ўласцівасці.

Сплавы, якія не паддаюцца лячэнню, набываюць свае аптымальныя механічныя ўласцівасці за кошт дэфармацыі. Зацвярдзенне дэфармацыі- гэта метад павелічэння трываласці за кошт прымянення халоднай працы.T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Асноўныя абазначэнні тэмпературы

Табліца 3

Далей да асноўнага абазначэння тэмпературы ёсць дзве катэгорыі падраздзяленняў, адна з якіх разглядаецца "Н" - загартоўванне дэфармацыі, а другая, якая займаецца абазначэннем "Т" - тэрмічна апрацаванага.

Падраздзяленні H -тэмпературы - напружаны загартаваны

Першая лічба пасля H паказвае на асноўную аперацыю:
H1- Толькі дэфармаваны.
H2- Напружаны і часткова адпалены.
H3- Дэфармаваны і стабілізаваны.
H4- Напружаны загартаваны і лакіраваны альбо пафарбаваны.

Другая лічба пасля H паказвае на ступень зацвярдзення дэфармацыі:
HX2- чвэрць цвёрдага HX4- напалову жорсткі HX6-Тры чвэрці цяжка
HX8- Поўны цвёрды HX9- Вельмі цяжка

Падраздзяленні t тэмпературы - тэрмічна апрацаваны

T1- Натуральна, што старэе пасля астуджэння ад павышанага працэсу фарміравання тэмпературы, напрыклад, экструдавання.
T2- Холад спрацаваў пасля астуджэння ад павышанага працэсу фарміравання тэмпературы, а затым, натуральна, старэе.
T3- Рашэнне, апрацаванае цяплом, халодна спрацавала і, натуральна, старэе.
T4- Рашэнне, апрацаванае цяплом і натуральна, старэе.
T5- Штучна старэе пасля астуджэння ад павышанага працэсу фарміравання тэмпературы.
T6- Рашэнне, апрацаванае цяплом і штучна састарэлым.
T7- Рашэнне, апрацаванае цяплом і стабілізаваны (перавышаны).
T8- Рашэнне, апрацаванае цяплом, халодна спрацавала і штучна старэе.
T9- Рашэнне цяпла, апрацаванае, штучна састарэлым і халодным.
T10- Холад спрацаваў пасля астуджэння ад павышанага працэсу фарміравання тэмпературы, а затым штучна састарэў.

Дадатковыя лічбы паказваюць на зняцце стрэсу.
Прыклады:
TX51альбо TXX51- стрэс, зняты расцяжэннем.
TX52альбо TXX52- стрэс, зняты пры сціску.

Алюмініевыя сплавы і іх характарыстыкі- Калі разгледзім сямі серый кованых алюмініевых сплаваў, мы ацэнім іх адрозненні і зразумеем іх прымяненне і характарыстыкі.

1xxx серыі сплаваў-(Не лячэнне, якое падлягае лячэнню-з канчатковай трываласцю на расцяжэнне ад 10 да 27 KSI) Гэтая серыя часта называюць чыстым алюмініевым шэрагам, паколькі неабходна мець мінімальны алюміній 99,0%. Яны зварныя. Аднак з -за свайго вузкага дыяпазону плаўлення яны патрабуюць пэўных меркаванняў, каб стварыць прымальныя працэдуры зваркі. Пры разглядзе вырабу гэтыя сплавы выбіраюцца галоўным чынам для іх цудоўнай каразійнай устойлівасці, напрыклад, у спецыялізаваных хімічных танках і трубаправодах, альбо для іх выдатнай электрычнай праводнасці, як у прыкладаннях шыны. Гэтыя сплавы маюць адносна дрэнныя механічныя ўласцівасці і рэдка будуць разглядацца для агульных структурных прыкладанняў. Гэтыя асноўныя сплавы часта зварваюць адпаведным матэрыялам напаўняльніка альбо з сплавамі напаўняльніка 4xxx, якія залежаць ад патрабаванняў прымянення і прадукцыйнасці.

Сплавы серыі 2xxx- (паддаецца цяпла - з канчатковай трываласцю на разрыў ад 27 да 62 ксі) Гэта алюмініевыя / медныя сплавы (медныя дапаўненні ў межах ад 0,7 да 6,8%), і гэта высокая трываласць, высокапрадукцыйныя сплавы, якія часта выкарыстоўваюцца для аэракасмічных і авіяцыйных прыкладанняў. Яны маюць выдатную трываласць на працягу шырокага дыяпазону тэмпературы. Некаторыя з гэтых сплаваў лічацца непахіснымі працэсамі зваркі дугі з-за іх успрымальнасці да гарачага парэпання і ўзлому карозіі; Тым не менш, іншыя вельмі паспяхова зварваюць дугу правільнымі працэдурамі зваркі. Гэтыя базавыя матэрыялы часта зварваюцца з высокай трываласцю сплаваў напаўняльнікаў серыі 2xxx, прызначаных для адпаведнасці іх прадукцыйнасці, але часам могуць быць зваркі з напаўняльнікамі серыі 4xxx, якія змяшчаюць крэмній або крэмній і медзь, залежаць ад патрабаванняў прыкладання і абслугоўвання.

3XXX серыі сплаваў-(Не паддаецца лячэнню-з канчатковай трываласцю на расцяжэнне ад 16 да 41 ксі) Гэта алюмініевыя / марганцавыя сплавы (дапаўненні марганца ў дыяпазоне ад 0,05 да 1,8%) і маюць ўмераную трываласць, маюць добрую ўстойлівасць да карозіі, добрую фармальнасць і падыходзяць для выкарыстання пры павышанай тэмпературы. Адным з іх першых ужыванняў былі гаршкі і патэльні, і яны з'яўляюцца галоўным кампанентам для цеплаабменнікаў у транспартных сродках і электрастанцыях. Аднак іх умераная сіла часта выключае іх разгляд структурных прыкладанняў. Гэтыя асноўныя сплавы зварваюцца 1xxx, 4xxx і 5xxx серыі напаўняльнікаў, залежныя ад іх канкрэтнай хіміі і канкрэтных патрабаванняў прымянення і абслугоўвання.

Сплавы серыі 4xxx-(цеплааддача і не паддаецца лячэнню-з канчатковай трываласцю на расцяжэнне ад 25 да 55 ксі) Гэта алюмініевыя / крэмнійныя сплавы (крэмнійныя дапаўненні ў межах ад 0,6 да 21,5%) і з'яўляюцца адзінай серыяй, якія ўтрымліваюць як цеплааддачаныя, так і непрафесійныя сплавы, якія падлягаюць лячэнню. Крэмній, калі дадаецца да алюмінія, памяншае яго тэмпературу плаўлення і паляпшае яго цякучасць пры расплаўленні. Гэтыя характарыстыкі пажаданыя для матэрыялаў напаўняльніка, якія выкарыстоўваюцца як для зваркі, так і для пайкі. Такім чынам, гэтая серыя сплаваў у асноўным разглядаецца як матэрыял напаўняльніка. Крэмній, незалежна ў алюмініевым, не паддаецца лячэнню; Аднак шэраг гэтых крэмніевых сплаваў былі распрацаваны для дапаўнення магнію або медзі, што дае ім магчымасць выгадна рэагаваць на цеплавую апрацоўку раствора. Звычайна гэтыя цеплаадданыя сплавы напаўняльніка выкарыстоўваюцца толькі тады, калі зварная кампанент падвяргаецца размяшчэнню зварных цеплавых працэдур.

Сплавы серыі 5xxx-(Не паддаецца лячэнню-з канчатковай трываласцю на расцяжэнне ад 18 да 51 ксі) Гэта алюмініевыя / магніевыя сплавы (магніевыя дапаўненні ў межах ад 0,2 да 6,2%) і маюць найбольшую трываласць сплаваў, якія не паддаюцца лячэнню. Акрамя таго, гэтая серыя сплаву лёгка зварная, і па гэтых прычынах яны выкарыстоўваюцца для самых розных прыкладанняў, такіх як суднабудаванне, транспарт, пад ціскамі, масты і будынкі. Сплавы магнію часта зварваюцца сплавамі напаўняльніка, якія выбіраюцца пасля разгляду ўтрымання магнію ў базавым матэрыяле, а таксама ўмовы прымянення і абслугоўвання зварнага кампанента. Сплавы ў гэтай серыі з больш чым 3,0% магніем не рэкамендуюцца для павышэння тэмпературнай службы вышэй за 150 градусаў F з -за іх патэнцыялу для сенсібілізацыі і наступнай адчувальнасці да ўзлому карозіі стрэсу. Асноўныя сплавы з менш 2,5% магнію часта зварваюцца з напаўняльнікамі 5xxx або 4xxx серыі. Асновы сплаў 5052 звычайна прызнаны максімальным сплавам утрымання магнію, які можна зварваць з дапамогай напаўняльніка серыі 4xxx. З-за праблем, звязаных з плаўленнем эўтэктычнага і звязанага з імі бедных механічных уласцівасцей, не рэкамендуецца зварваць матэрыялы ў гэтай серыі сплаваў, якія ўтрымліваюць большую колькасць магнію з напаўняльнікамі серыі 4xxx. Больш высокія матэрыялы магнію прыварваюцца толькі 5XXX сплаваў напаўняльніка, якія, як правіла, адпавядаюць складу асноўнага сплаву.

6xxx серыі сплаваў- (паддаецца цяпла - з канчатковай трываласцю на расцяжэнне ад 18 да 58 ксі) Гэта алюмініевы / магній - крэмніевыя сплавы (магній і крэмнійныя дапаўненні каля 1,0%) і шырока сустракаюцца ў галіне вырабу зварачных вырабаў, якія выкарыстоўваюцца пераважна ў выглядзе экструсій і ўключаюць у шматлікія структурныя кампаненты. Даданне магнію і крэмнію ў алюміній вырабляе злучэнне магнію-сіліцыду, які забяспечвае гэты матэрыял яго здольнасць стаць растворам, які лячыцца для паляпшэння трываласці. Гэтыя сплавы, натуральна, зацвярджаюць расколіны, і па гэтай прычыне яны не павінны быць прыварныя дугі аўтагенна (без матэрыялу напаўняльніка). Даданне належнай колькасці матэрыялу напаўняльніка падчас працэсу зваркі дугі мае важнае значэнне для таго, каб забяспечыць развядзенне асноўнага матэрыялу, што прадухіляе праблему з гарачым парэпаннем. Яны зварваюцца як 4XXX, так і 5XXX Filler, у залежнасці ад патрабаванняў прыкладання і абслугоўвання.

Сплавы серыі 7xxx- (паддаецца цяпла - з канчатковай трываласцю на расцяжэнне ад 32 да 88 ксі) Гэта алюмініевыя / цынкавыя сплавы (дапаўненні цынку ў дыяпазоне ад 0,8 да 12,0%) і складаюць некаторыя з самых высокіх алюмініевых сплаваў. Гэтыя сплавы часта выкарыстоўваюцца ў высокапрадукцыйных прыкладаннях, такіх як самалёты, аэракасмічная і канкурэнтная спартыўная абсталяванне. Як і серыя сплаваў 2xxx, гэтая серыя ўключае сплавы, якія лічацца непрыдатнымі кандыдатамі на дугу зваркі, і іншыя, якія часта паспяхова зварваюцца дугі. Звычайна зварныя сплавы ў гэтай серыі, напрыклад, 7005, пераважна зварваюцца напаўняльнікамі серыі 5xxx.

Сціслы пераказ- Сённяшнія алюмініевыя сплавы разам з рознымі тэмпературамі складаюць шырокі і універсальны асартымент вытворчых матэрыялаў. Для аптымальнага дызайну прадукту і паспяховай распрацоўкі працэдуры зварачнай працэдуры важна зразумець адрозненні паміж мноствам даступных сплаваў і іх рознымі характарыстыкамі працы і зварнасці. Пры распрацоўцы працэдур зваркі дугі для гэтых розных сплаваў неабходна ўлічваць канкрэтны сплаў, які зварваецца. Часта кажуць, што дуга зваркі алюмінія не складана, "гэта проста інакш". Я лічу, што важнай часткай разумення гэтых адрозненняў з'яўляецца знаёмства з рознымі сплавамі, іх характарыстыкамі і іх сістэмай ідэнтыфікацыі.