Me rritjen e aluminit në industrinë e prodhimit të saldimit dhe pranimin e tij si një alternativë e shkëlqyer ndaj çelikut për shumë aplikime, ka kërkesa në rritje për ata që janë të përfshirë në zhvillimin e projekteve të aluminit që të njihen më mirë me këtë grup materialesh. Për ta kuptuar plotësisht aluminin, këshillohet të filloni duke u njohur me sistemin e identifikimit/përcaktimit të aluminit, shumë lidhje alumini në dispozicion dhe karakteristikat e tyre.

Sistemi i Temperaturës dhe Emërtimit të Aliazhit të Alumini- Në Amerikën e Veriut, The Aluminum Association Inc. është përgjegjëse për ndarjen dhe regjistrimin e lidhjeve të aluminit. Aktualisht, ka mbi 400 alumin të farkëtuar dhe lidhje alumini të farkëtuara dhe mbi 200 lidhje alumini në formën e derdhjeve dhe lingotave të regjistruara në Aluminum Association. Limitet e përbërjes kimike të lidhjeve për të gjitha këto lidhje të regjistruara përmbahen në udhëzimet e Aluminum Association.Libri i kaltërtë titulluar "Emërtimet Ndërkombëtare të Aliazheve dhe Kufijtë e Përbërjes Kimike për Alumini të Farkëtuar dhe Aliazhet e Alumini të Farkëtuar" dhe nëLibri Rozëme titull “Emërtimet dhe Limitet e Përbërjes Kimike për Lidhjet e Alumini në Formën e Derdhjeve dhe Lingotave”. Këto botime mund të jenë jashtëzakonisht të dobishme për inxhinierin e saldimit gjatë zhvillimit të procedurave të saldimit dhe kur marrja në konsideratë e kimisë dhe lidhja e saj me ndjeshmërinë ndaj çarjeve është e rëndësishme.

Aliazhet e aluminit mund të kategorizohen në një numër grupesh bazuar në karakteristikat e materialit të veçantë, siç është aftësia e tij për t'iu përgjigjur trajtimit termik dhe mekanik dhe elementi kryesor i aliazhit që i shtohet aliazhit të aluminit. Kur marrim në konsideratë sistemin e numërimit/identifikimit të përdorur për aliazhet e aluminit, identifikohen karakteristikat e mësipërme. Alumini i farkëtuar dhe i derdhur kanë sisteme të ndryshme identifikimi. Sistemi i farkëtuar është një sistem me 4 shifra dhe derdhjet kanë një sistem me 3 shifra dhe 1 vend dhjetor.

Sistemi i Emërtimit të Aliazhit të Fabrikuar- Së pari do të shqyrtojmë sistemin 4-shifror të identifikimit të lidhjeve të aluminit të farkëtuar. Shifra e parë (Xxxx) tregon elementin kryesor të aliazhit, i cili i është shtuar aliazhit të aluminit dhe shpesh përdoret për të përshkruar serinë e aliazhit të aluminit, dmth., seria 1000, seria 2000, seria 3000, deri në serinë 8000 (shih tabelën 1).

Shifra e dytë e vetme (xXxx), nëse është e ndryshme nga 0, tregon një modifikim të lidhjes specifike, dhe shifra e tretë dhe e katërt (xxXX) janë numra arbitrarë të dhënë për të identifikuar një aliazh specifik në seri. Shembull: Në aliazhin 5183, numri 5 tregon se është i serisë së aliazhit të magnezit, 1 tregon se është 1^stmodifikim i lidhjes origjinale 5083, dhe 83 e identifikon atë në serinë 5xxx.

I vetmi përjashtim nga ky sistem numërimi i aliazheve është me aliazhet e aluminit të serisë 1xxx (alumini i pastër), në të cilin rast, 2 shifrat e fundit japin përqindjen minimale të aluminit mbi 99%, dmth., Aliazh 13.(50)(minimumi 99.50% alumin).

SISTEMI I PËRCAKTIMIT TË ALAGJEVE TË ALUMINIT TË FANKTUAR

Tabela 1

Përcaktimi i Aliazhit të Derdhur- Sistemi i përcaktimit të aliazhit të derdhur bazohet në një përcaktim me 3 shifra plus decimal xxx.x (domethënë 356.0). Shifra e parë (Xxx.x) tregon elementin kryesor aliazhues, i cili i është shtuar aliazhit të aluminit (shih tabelën 2).

SISTEMI I PËRCAKTIMIT TË ALAGJEVE TË ALUMINIT TË DERDHUR

Tabela 2

Shifra e dytë dhe e tretë (xXX.x) janë numra arbitrarë të dhënë për të identifikuar një aliazh specifik në seri. Numri pas pikës dhjetore tregon nëse aliazh është një derdhje (.0) apo një lingotë (.1 ose .2). Një parashtesë me shkronjë të madhe tregon një modifikim të një aliazh specifik.
Shembull: Aliazh – A356.0 kapitali A (Axxx.x) tregon një modifikim të lidhjes 356.0. Numri 3 (A3xx.x) tregon se është i serisë silic plus bakër dhe/ose magnez. 56 inç (Ax56.0) identifikon aliazhin brenda serisë 3xx.x, dhe .0 (Axxx.0) tregon se është një derdhje përfundimtare dhe jo një lingotë.

Sistemi i Përcaktimit të Temperaturës së Alumini -Nëse marrim në konsideratë seritë e ndryshme të lidhjeve të aluminit, do të shohim se ka dallime të konsiderueshme në karakteristikat e tyre dhe zbatimin pasues. Pika e parë që duhet të njihet, pasi të kuptohet sistemi i identifikimit, është se ekzistojnë dy lloje të dallueshme të aluminit brenda serive të përmendura më sipër. Këto janë lidhjet e aluminit që trajtohen me nxehtësi (ato që mund të fitojnë forcë përmes shtimit të nxehtësisë) dhe lidhjet e aluminit që nuk trajtohen me nxehtësi. Ky dallim është veçanërisht i rëndësishëm kur merren në konsideratë efektet e saldimit me hark në këto dy lloje materialesh.

Aliazhet e aluminit të farkëtuar të serive 1xxx, 3xxx dhe 5xxx nuk i nënshtrohen trajtimit termik dhe janë vetëm të kalitur në deformim. Aliazhet e aluminit të farkëtuar të serive 2xxx, 6xxx dhe 7xxx janë të kalitur në termik dhe seria 4xxx përbëhet nga aliazhe të kalitur në termik dhe jo të kalitur në termik. Aliazhet e derdhura të serive 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x dhe 7xx.x janë të kalitur në termik. Kalitja në deformim nuk aplikohet përgjithësisht në derdhje.

Aliazhet e trajtueshme me nxehtësi i fitojnë vetitë e tyre optimale mekanike përmes një procesi trajtimi termik, ku trajtimet termike më të zakonshme janë Trajtimi me Termocentral në Tretësirë ​​dhe Plakja Artificiale. Trajtimi me Termocentral në Tretësirë ​​është procesi i ngrohjes së aliazhit në një temperaturë të lartë (rreth 990 gradë Fahrenheit) me qëllim që elementët ose përbërjet aliazhuese të futen në tretësirë. Kjo pasohet nga shuarja, zakonisht në ujë, për të prodhuar një tretësirë ​​të mbingopur në temperaturën e dhomës. Trajtimi me termocentral në tretësirë ​​zakonisht pasohet nga plakja. Plakja është precipitimi i një pjese të elementëve ose përbërjeve nga një tretësirë ​​e mbingopur me qëllim që të jepen vetitë e dëshirueshme.

Aliazhet që nuk trajtohen me nxehtësi i fitojnë vetitë e tyre optimale mekanike nëpërmjet Forcimit në Deformim. Forcimi në deformim është metoda e rritjes së rezistencës nëpërmjet zbatimit të përpunimit në të ftohtë. T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

EMËRTIMET BAZË TË TEMPERATURËS

Tabela 3

Përveç përcaktimit bazë të temperaturës, ekzistojnë dy kategori nënndarjeje, njëra që i referohet përcaktimit "H" të Temperaturës - Forcimi në Deformim, dhe tjetra që i referohet përcaktimit "T" të Temperaturës - i Trajtuar Termikisht.

Nënndarjet e temperaturës H - I ngurtësuar në tendosje

Shifra e parë pas H tregon një operacion bazë:
H1– Vetëm i forcuar në tendosje.
H2– I ngurtësuar në tendosje dhe i kalitur pjesërisht.
H3– I ngurtësuar dhe i stabilizuar në tendosje.
H4– I ngurtësuar me tendosje dhe i llakuar ose i lyer.

Shifra e dytë pas H tregon shkallën e forcimit të tendosjes:
HX2– Çereku i Fortë HX4– HX gjysmë i fortë6– Tre të katërtat e forta
HX8– HX i plotë i fortë9– Shumë e fortë

Nënndarjet e temperaturës T - Trajtuar termikisht

T1- I plakur natyrshëm pas ftohjes nga një proces formësimi në temperaturë të lartë, siç është ekstrudimi.
T2- Përpunuar në të ftohtë pas ftohjes nga një proces formësimi në temperaturë të lartë dhe më pas i plakur natyrshëm.
T3- Tretësirë ​​e trajtuar termikisht, e përpunuar në të ftohtë dhe e plakur natyrshëm.
T4- Tretësirë ​​e trajtuar termikisht dhe e plakur natyrshëm.
T5- I plakur artificialisht pas ftohjes nga një proces formësimi në temperaturë të lartë.
T6- Tretësirë ​​e trajtuar termikisht dhe e plakur artificialisht.
T7- Tretësirë ​​e trajtuar termikisht dhe e stabilizuar (e vjetëruar).
T8- Tretësirë ​​e trajtuar termikisht, e përpunuar në të ftohtë dhe e plakur artificialisht.
T9- Tretësirë ​​e trajtuar me nxehtësi, e plakur artificialisht dhe e përpunuar në të ftohtë.
T10- Përpunuar në të ftohtë pas ftohjes nga një proces formësimi në temperaturë të lartë dhe më pas i plakur artificialisht.

Shifrat shtesë tregojnë lehtësimin e stresit.
Shembuj:
TX51ose TXX51– Stresi lehtësohet nga shtrirja.
TX52ose TXX52– Stresi i lehtësuar nga kompresimi.

Lidhjet e aluminit dhe karakteristikat e tyre- Nëse marrim në konsideratë shtatë seritë e lidhjeve të aluminit të farkëtuara, do të vlerësojmë ndryshimet e tyre dhe do të kuptojmë zbatimet dhe karakteristikat e tyre.

Lidhjet e Serisë 1xxx– (jo i trajtueshëm me nxehtësi – me rezistencë maksimale në tërheqje nga 10 deri në 27 ksi) kjo seri shpesh quhet seria e aluminit të pastër sepse kërkohet të ketë minimum 99.0% alumin. Ato janë të saldueshme. Megjithatë, për shkak të diapazonit të tyre të ngushtë të shkrirjes, ato kërkojnë disa konsiderata në mënyrë që të prodhojnë procedura të pranueshme saldimi. Kur merren në konsideratë për prodhim, këto aliazhe zgjidhen kryesisht për rezistencën e tyre superiore ndaj korrozionit, siç është në rezervuarët dhe tubacionet e specializuara kimike, ose për përçueshmërinë e tyre të shkëlqyer elektrike, siç është në aplikimet me shufra. Këto aliazhe kanë veti mekanike relativisht të dobëta dhe rrallë do të merren në konsideratë për aplikime të përgjithshme strukturore. Këto aliazhe bazë shpesh saldohen me material mbushës të përshtatshëm ose me aliazhe mbushës 4xxx në varësi të aplikimit dhe kërkesave të performancës.

Lidhjet e Serisë 2xxx– (të trajtueshme me nxehtësi– me rezistencë maksimale në tërheqje nga 27 deri në 62 ksi) këto janë aliazhe alumini/bakri (shtesat e bakrit variojnë nga 0.7 deri në 6.8%), dhe janë aliazhe me rezistencë të lartë dhe performancë të lartë që përdoren shpesh për aplikime në hapësirën ajrore dhe avionë. Ato kanë rezistencë të shkëlqyer në një gamë të gjerë temperaturash. Disa nga këto aliazhe konsiderohen të pa-saldueshme nga proceset e saldimit me hark për shkak të ndjeshmërisë së tyre ndaj çarjeve të nxehta dhe çarjeve nga korrozioni i stresit; megjithatë, të tjerat saldohen me hark me shumë sukses me procedurat e sakta të saldimit. Këto materiale bazë shpesh saldohen me aliazhe mbushëse të serisë 2xxx me rezistencë të lartë të projektuara për t'iu përshtatur performancës së tyre, por ndonjëherë mund të saldohen me mbushësit e serisë 4xxx që përmbajnë silikon ose silikon dhe bakër, varësisht nga kërkesat e aplikimit dhe shërbimit.

Lidhjet e Serisë 3xxx– (jo i trajtueshëm me nxehtësi – me rezistencë maksimale në tërheqje nga 16 deri në 41 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit/manganit (shtesat e manganit variojnë nga 0.05 deri në 1.8%) dhe kanë rezistencë të moderuar, rezistencë të mirë ndaj korrozionit, formueshmëri të mirë dhe janë të përshtatshme për përdorim në temperatura të larta. Një nga përdorimet e tyre të para ishte në tenxhere dhe tiganë, dhe ato janë përbërësi kryesor sot për shkëmbyesit e nxehtësisë në automjete dhe termocentrale. Megjithatë, forca e tyre e moderuar shpesh pengon marrjen në konsideratë të tyre për aplikime strukturore. Këto lidhje bazë janë të salduara me lidhje mbushëse të serive 1xxx, 4xxx dhe 5xxx, varësisht nga kimia e tyre specifike dhe kërkesat e veçanta të aplikimit dhe shërbimit.

Lidhjet e Serisë 4xxx– (të trajtueshme me nxehtësi dhe jo të trajtueshme me nxehtësi – me rezistencë maksimale në tërheqje prej 25 deri në 55 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit/silikonit (shtesat e silikonit variojnë nga 0.6 deri në 21.5%) dhe janë seria e vetme që përmban si lidhje të trajtueshme me nxehtësi ashtu edhe jo të trajtueshme me nxehtësi. Siliconi, kur i shtohet aluminit, zvogëlon pikën e tij të shkrirjes dhe përmirëson rrjedhshmërinë e tij kur shkrihet. Këto karakteristika janë të dëshirueshme për materialet mbushëse të përdorura si për saldimin me shkrirje ashtu edhe për ngjitjen me kallaj. Si pasojë, kjo seri lidhjesh gjendet kryesisht si material mbushës. Siliconi, pavarësisht në alumin, nuk është i trajtueshëm me nxehtësi; megjithatë, një numër i këtyre lidhjeve të silikonit janë projektuar të kenë shtesa të magnezit ose bakrit, gjë që u jep atyre aftësinë për t'iu përgjigjur në mënyrë të favorshme trajtimit të nxehtësisë në tretësirë. Në mënyrë tipike, këto lidhje mbushëse të trajtueshme me nxehtësi përdoren vetëm kur një komponent i salduar do t'i nënshtrohet trajtimeve termike pas saldimit.

Lidhjet e Serisë 5xxx– (jo i trajtueshëm me nxehtësi – me rezistencë maksimale në tërheqje nga 18 deri në 51 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit/magnezit (shtesat e magnezit variojnë nga 0.2 deri në 6.2%) dhe kanë rezistencën më të lartë të lidhjeve të patrajtueshme me nxehtësi. Përveç kësaj, kjo seri lidhjesh është lehtësisht e saldueshme dhe për këto arsye ato përdoren për një gamë të gjerë aplikimesh si ndërtimi i anijeve, transporti, enët nën presion, urat dhe ndërtesat. Lidhjet me bazë magnezi shpesh saldohen me lidhje mbushëse, të cilat zgjidhen pas marrjes në konsideratë të përmbajtjes së magnezit në materialin bazë dhe kushteve të aplikimit dhe shërbimit të përbërësit të salduar. Lidhjet në këtë seri me më shumë se 3.0% magnez nuk rekomandohen për shërbim në temperaturë të lartë mbi 150 gradë F për shkak të potencialit të tyre për sensibilizim dhe ndjeshmërisë pasuese ndaj çarjeve nga korrozioni i stresit. Lidhjet bazë me më pak se afërsisht 2.5% magnez shpesh saldohen me sukses me lidhjet mbushëse të serive 5xxx ose 4xxx. Lidhja bazë 5052 njihet përgjithësisht si lidhja bazë me përmbajtje maksimale të magnezit që mund të saldohet me një aliazh mbushës të serisë 4xxx. Për shkak të problemeve që lidhen me shkrirjen eutektike dhe vetitë mekanike të dobëta të salduara, nuk rekomandohet të saldohet materiali në këtë seri aliazhesh, të cilat përmbajnë sasi më të larta magnezi me mbushësit e serisë 4xxx. Materialet me bazë më të lartë magnezi saldohen vetëm me aliazhe mbushëse 5xxx, të cilat përgjithësisht përputhen me përbërjen e aliazhit bazë.

Lidhjet e Serisë 6XXX– (i trajtueshëm me nxehtësi – me rezistencë maksimale në tërheqje nga 18 deri në 58 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit/magnezit-silikonit (shtesat e magnezit dhe silikonit prej rreth 1.0%) dhe gjenden gjerësisht në industrinë e prodhimit të saldimit, përdoren kryesisht në formën e ekstruzioneve dhe përfshihen në shumë përbërës strukturorë. Shtimi i magnezit dhe silikonit në alumin prodhon një përbërës të silicidit të magnezit, i cili i jep këtij materiali aftësinë për t'u trajtuar me nxehtësi në tretësirë ​​për rezistencë të përmirësuar. Këto lidhje janë natyrisht të ndjeshme ndaj çarjeve të ngurtësimit dhe për këtë arsye, ato nuk duhet të saldohen në mënyrë autogjene me hark (pa material mbushës). Shtimi i sasive të mjaftueshme të materialit mbushës gjatë procesit të saldimit me hark është thelbësor për të siguruar hollimin e materialit bazë, duke parandaluar kështu problemin e çarjeve të nxehta. Ato saldohen me materiale mbushëse 4xxx dhe 5xxx, varësisht nga aplikimi dhe kërkesat e shërbimit.

Lidhjet e Serisë 7XXX– (i trajtueshëm me nxehtësi – me rezistencë maksimale në tërheqje nga 32 deri në 88 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit/zinkut (shtesat e zinkut variojnë nga 0.8 deri në 12.0%) dhe përbëjnë disa nga lidhjet e aluminit me rezistencën më të lartë. Këto lidhje përdoren shpesh në aplikime me performancë të lartë, siç janë avionët, hapësira ajrore dhe pajisjet sportive konkurruese. Ashtu si seria 2xxx e lidhjeve, kjo seri përfshin lidhje që konsiderohen kandidatë të papërshtatshëm për saldim me hark, dhe të tjera, të cilat shpesh saldohen me sukses me hark. Lidhjet e zakonshme të salduara në këtë seri, të tilla si 7005, saldohen kryesisht me lidhjet mbushëse të serisë 5xxx.

Përmbledhje- Aliazhet e aluminit të sotëm, së bashku me temperaturat e tyre të ndryshme, përbëjnë një gamë të gjerë dhe të gjithanshme materialesh prodhimi. Për dizajn optimal të produktit dhe zhvillim të suksesshëm të procedurës së saldimit, është e rëndësishme të kuptohen ndryshimet midis shumë aliazheve të disponueshme dhe karakteristikave të tyre të ndryshme të performancës dhe saldueshmërisë. Kur zhvillohen procedurat e saldimit me hark për këto aliazhe të ndryshme, duhet t'i kushtohet vëmendje aliazhit specifik që saldohet. Shpesh thuhet se saldimi me hark i aluminit nuk është i vështirë, "është thjesht i ndryshëm". Unë besoj se një pjesë e rëndësishme e të kuptuarit të këtyre ndryshimeve është të njiheni me aliazhet e ndryshme, karakteristikat e tyre dhe sistemin e tyre të identifikimit.