Me rritjen e aluminit brenda industrisë së fabrikimit të saldimit, dhe pranimin e tij si një alternative e shkëlqyeshme për çelikun për shumë aplikacione, ka kërkesa në rritje për ata që janë të përfshirë në zhvillimin e projekteve të aluminit për t'u njohur më shumë me këtë grup materialesh. Për të kuptuar plotësisht aluminin, këshillohet që të filloni duke u njohur me sistemin e identifikimit / përcaktimit të aluminit, shumë lidhjet e aluminit në dispozicion dhe karakteristikat e tyre.

Sistemi i temperaturës dhe përcaktimit të aliazhit të aluminit- Në Amerikën e Veriut, Shoqata e Aluminit Inc është përgjegjëse për shpërndarjen dhe regjistrimin e lidhjeve të aluminit. Aktualisht ka mbi 400 alumini të punuar dhe lidhje alumini të punuar dhe mbi 200 lidhje alumini në formën e kastrave dhe shufrave të regjistruara në Shoqatën e Aluminit. Kufijtë e përbërjes kimike të aliazhit për të gjitha këto lidhjeve të regjistruara janë të përfshira në Shoqatën e AluminitLibër me tealme titull "Përcaktimet ndërkombëtare të aliazhit dhe kufijtë e përbërjes kimike për aluminin e punuar dhe lidhjet e aluminit të punuar" dhe në të tyreLibër rozëme titull "Përcaktimet dhe kufijtë e përbërjes kimike për lidhjet e aluminit në formën e kastrave dhe shufrave. Këto botime mund të jenë jashtëzakonisht të dobishme për inxhinierin e saldimit kur zhvillojnë procedurat e saldimit, dhe kur konsiderimi i kimisë dhe shoqërimi i saj me ndjeshmërinë e plasaritjes është me rëndësi.

Lidhjet 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 aliazh i shtuar në aliazhin e aluminit. Kur marrim parasysh sistemin e numërimit / identifikimit të përdorur për lidhjet e aluminit, identifikohen karakteristikat e mësipërme. Aluminet e punuar dhe të hedhura kanë sisteme të ndryshme të identifikimit. Sistemi i farkëtuar është një sistem 4-shifror dhe kastrat që kanë një sistem vendi 3-shifror dhe 1-dekimal.

Sistemi i përcaktimit të aliazhit të punuar- Së pari do të shqyrtojmë sistemin e identifikimit të aluminit të aluminit me 4 shifra. Shifra e parë (Xxxx) tregon elementin kryesor aliazh, i cili është shtuar në aliazhin e aluminit dhe shpesh përdoret për të përshkruar serinë e aliazhit të aluminit, IE, 1000 seri, seri 2000, seri 3000, deri në 8000 seri (shiko Tabelën 1).

Shifra e dytë e vetme (xXxx), nëse ndryshon nga 0, tregon një modifikim të aliazhit specifik, dhe shifrat e treta dhe të katërt (xxXX) janë numra arbitrarë të dhënë për të identifikuar një aliazh specifik në seri. Shembull: Në aliazh 5183, numri 5 tregon se është i serisë së aliazhit të magnezit, 1 tregon se është 1^stModifikimi në aliazh origjinal 5083, dhe 83 e identifikon atë në serinë 5xxx.

Përjashtimi i vetëm nga ky sistem i numërimit të aliazhit është me lidhjet e aluminit të serisë 1xxx (alumini të pastër) në këtë rast, 2 shifrat e fundit sigurojnë përqindjen minimale të aluminit mbi 99%, d.m.th., aliazh 13(50)(99.50% alumini minimal).

Sistemi i përcaktimit të aliazhit të aluminit të punuar

Tabela 1

Përcaktimi i aliazhit të hedhur- Sistemi i përcaktimit të aliazhit të hedhur bazohet në një përcaktim dhjetor 3 shifror-plus xxx.x (IE 356.0). Shifra e parë (Xxx.x) tregon elementin kryesor aliazh, i cili i është shtuar aliazhit të aluminit (shiko Tabelën 2).

Sistemi i përcaktimit të aliazhit të aluminit të hedhur

Tabela 2

Shifrat e dyta dhe të treta (xXX.x) janë numra arbitrarë të dhënë për të identifikuar një aliazh specifik në seri. Numri që vijon pikën dhjetore tregon nëse aliazh është një hedhje (.0) ose një ingot (.1 ose .2). Një parashtesë e shkronjave të mëdha tregon një modifikim në një aliazh specifik.
Shembull: aliazh - A356.0 Kryeqyteti A (Axxx.x) tregon një modifikim të aliazhit 356.0. Numri 3 (a3xx.x) tregon që është i serisë së silikonit plus bakrit dhe/ose magnezit. 56 në (sëpatë56.0) identifikon aliazhin brenda serisë 3xx.x, dhe .0 (Axxx.0) tregon që është një formë e formës përfundimtare dhe jo një shufër.

Sistemi i përcaktimit të temperaturës së aluminit -Nëse marrim parasysh serinë e ndryshme të lidhjeve të aluminit, do të shohim se ka dallime të konsiderueshme në karakteristikat e tyre dhe zbatimin e pasojë. Pika e parë për të njohur, pasi të keni kuptuar sistemin e identifikimit, është se ekzistojnë dy lloje të ndryshme të aluminit brenda serisë së përmendur më lart. Këto janë lidhjet e aluminit të trajtueshëm të nxehtësisë (ato që mund të fitojnë forcë përmes shtimit të nxehtësisë) dhe lidhjeve të aluminit të trajtueshëm jo të nxehur. Ky dallim është veçanërisht i rëndësishëm kur merret parasysh ndikimet e saldimit të harkut në këto dy lloje të materialeve.

Lidhjet e aluminit të punuar 1xxx, 3xxx dhe 5xxx janë të trajtueshme jo të nxehta dhe janë të ngurta vetëm. Lidhjet e aluminit të punuar me alumin 2xxx, 6xxx dhe 7xxx janë të trajtueshme për nxehtësi dhe seria 4xxx përbëhet nga të dyja lidhjet e trajtueshme dhe jo të trajtueshme. Seritë 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x dhe 7xx.x cast janë të trajtueshëm nga nxehtësia. Ngurtësimi i tendosjes nuk zbatohet përgjithësisht për kastrat.

Lidhjet e trajtueshme të nxehtësisë fitojnë vetitë e tyre optimale mekanike përmes një procesi të trajtimit termik, trajtimet termike më të zakonshme janë trajtimi i nxehtësisë së zgjidhjes dhe plakja artificiale. Trajtimi i nxehtësisë së zgjidhjes është procesi i ngrohjes së aliazhit në një temperaturë të ngritur (rreth 990 deg. F) në mënyrë që të vendosni elementët ose komponimet e lidhjes në zgjidhje. Kjo pasohet nga shuarja, zakonisht në ujë, për të prodhuar një zgjidhje të mbivlerësuar në temperaturën e dhomës. Trajtimi i nxehtësisë së zgjidhjes zakonisht ndiqet nga plakja. Plakja është reshjet e një pjese të elementeve ose komponimeve nga një zgjidhje e mbivendosur në mënyrë që të japin veti të dëshirueshme.

Lidhjet e shërueshme jo të nxehta fitojnë vetitë e tyre optimale mekanike përmes ngurtësimit të tendosjes. Ngurtësimi i tendosjes është metoda e rritjes së forcës përmes aplikimit të punës së ftohtë.T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Përcaktimet themelore të temperaturës

Tabela 3

Më tej në përcaktimin themelor të temperaturës, ekzistojnë dy kategori të nënndarjes, njëra që adreson temperaturën "H" - ngurtësimi i tendosjes dhe tjetri që adreson temperaturën "T" - përcaktimin e trajtuar termikisht.

Nënndarjet e temperaturës H - tendosja e ngurtësuar

Shifra e parë pas H tregon një operacion themelor:
H1- tendosni vetëm të ngurtësuar.
H2- tendosni ngurtësuar dhe annealuar pjesërisht.
H3- tendosni ngurtësuar dhe stabilizuar.
H4- tendosni ngurtësuar dhe llakuar ose pikturuar.

Shifra e dytë pas H tregon shkallën e ngurtësimit të tendosjes:
HX2- Tremujori i vështirë HX4- Gjysma e vështirë HX6-Tre të katërtat e vështira
HX8- HX i plotë i fortë9- ekstra e vështirë

Nënndarjet e T temperaturës - trajtuar termikisht

T1- Natyrisht i moshuar pas ftohjes nga një proces i ngritur i formimit të temperaturës, siç është ekstrudimi.
T2- Ftohtë ka punuar pas ftohjes nga një proces i ngritur i formimit të temperaturës dhe më pas plaket natyrisht.
T3- Zgjidhja e trajtuar me nxehtësi, e ftohtë e punuar dhe e moshuar natyrisht.
T4- Zgjidhja e trajtuar me nxehtësi dhe e moshuar natyrisht.
T5- E moshuar artificialisht pas ftohjes nga një proces i ngritur i formimit të temperaturës.
T6- Zgjidhja e trajtuar me nxehtësi dhe e moshuar artificialisht.
T7- Zgjidhja e trajtuar me nxehtësi dhe e stabilizuar (e mbingarkuar).
T8- Zgjidhja e trajtuar me nxehtësi, e ftohtë e punuar dhe e moshuar artificialisht.
T9- Zgjidhja e trajtuar me nxehtësi të trajtuar, të moshuar artificialisht dhe të ftohtë.
T10- Ftohtë funksionoi pas ftohjes nga një proces i ngritur i formimit të temperaturës dhe më pas plakja artificialisht.

Shifrat shtesë tregojnë lehtësimin e stresit.
Shembuj:
TX51ose txx51- Stresi i lehtësuar duke shtrirë.
TX52ose txx52- Stresi i lehtësuar duke ngjeshur.

Lidhjet e aluminit dhe karakteristikat e tyre- Nëse i konsiderojmë shtatë seritë e lidhjeve të aluminit të punuar, ne do t'i vlerësojmë dallimet e tyre dhe do të kuptojmë aplikimet dhe karakteristikat e tyre.

Aliazhet e serive 1xxx-(Jo-Heat Harrueshëm-Me forcë përfundimtare tërheqëse nga 10 deri në 27 ksi) Kjo seri shpesh quhet Seria e Pastër e Aluminit sepse kërkohet të ketë 99.0% minimale alumini. Ata janë të saldueshëm. Sidoqoftë, për shkak të gamës së tyre të ngushtë të shkrirjes, ata kërkojnë konsiderata të caktuara në mënyrë që të prodhojnë procedura të pranueshme të saldimit. Kur merren parasysh për trillim, këto aliazhe zgjidhen kryesisht për rezistencën e tyre superiore të korrozionit siç është në rezervuarët kimikë të specializuar dhe tubacionet, ose për përçueshmërinë e tyre të shkëlqyeshme elektrike si në aplikimet e shiritit të autobusëve. Këto lidhjeve kanë veti mekanike relativisht të dobëta dhe rrallë do të konsideroheshin për aplikime të përgjithshme strukturore. Këto aliazh bazë shpesh bashkohen me material mbushës që përputhen ose me lidhjet mbushëse 4xxx të varur nga kërkesat e aplikimit dhe të performancës.

Aliazhet e serive 2xxx- (nxehtësia e trajtueshme - me forcë përfundimtare të tensionit prej 27 deri në 62 ksi) Këto janë lidhjeve alumini / bakri (shtesa bakri që variojnë nga 0.7 deri në 6.8%), dhe janë forca të larta, aliazh të lartë të performancës që shpesh përdoren për aplikime të hapësirës ajrore dhe avionëve. Ata kanë forcë të shkëlqyeshme mbi një gamë të gjerë të temperaturës. Disa nga këto aliazh konsiderohen jo të saldueshme nga proceset e saldimit të harkut për shkak të ndjeshmërisë së tyre ndaj plasaritjes së nxehtë dhe plasaritjes së korrozionit të stresit; Sidoqoftë, të tjerët janë ngjitur me hark me shumë sukses me procedurat e duhura të saldimit. Këto materiale bazë shpesh janë bashkuar me aliazh mbushës të serive me forcë të lartë 2xxx të dizajnuara për të përputhur performancën e tyre, por ndonjëherë mund të bashkohen me mbushësit e serive 4xxx që përmbajnë silikon ose silikon dhe bakër, në varësi të kërkesave të aplikimit dhe shërbimit.

Aliazhet e serive 3xxx-(Jo të trajtueshme jo të nxehtit-me forcë përfundimtare tërheqëse prej 16 deri në 41 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit / manganit (shtesat e manganit që variojnë nga 0.05 deri në 1.8%) dhe janë me forcë të moderuar, kanë rezistencë të mirë për korrozionin, formueshmëri të mirë dhe janë të përshtatshme për përdorim në temperaturat e ngritura. Një nga përdorimet e tyre të para ishin tenxhere dhe tigan, dhe ato janë përbërësi kryesor sot për shkëmbyesit e nxehtësisë në automjete dhe termocentrale. Forca e tyre e moderuar, megjithatë, shpesh parandalon konsideratën e tyre për aplikimet strukturore. Këto lidhjeve bazë janë bashkuar me lidhjet mbushëse të serive 1xxx, 4xxx dhe 5xxx, të varur nga kimia e tyre specifike dhe kërkesat e veçanta të aplikimit dhe shërbimit.

Aliazhet e serive 4xxx-(nxehtësia e trajtueshme dhe jo e trajtueshme e trajtueshme-me forcë përfundimtare të tensionit prej 25 deri 55 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit / silikonit (shtesa silikoni që variojnë nga 0.6 deri në 21.5%) dhe janë seritë e vetme që përmbajnë të dyja aliazhe të trajtueshme dhe jo të nxehta të trajtueshme. Silicon, kur shtohet në alumin, zvogëlon pikën e shkrirjes dhe përmirëson rrjedhshmërinë e tij kur shkruhet. Këto karakteristika janë të dëshirueshme për materialet mbushëse të përdorura si për saldimin e shkrirjes ashtu edhe për brazimin. Si pasojë, kjo seri e lidhjeve gjendet kryesisht si material mbushës. Silicon, në mënyrë të pavarur në alumin, nuk është i trajtueshëm jo i nxehur; Sidoqoftë, një numër i këtyre lidhjeve silikoni janë krijuar për të pasur shtesa të magnezit ose bakrit, i cili u siguron atyre mundësinë për t'u përgjigjur në mënyrë të favorshme trajtimin e nxehtësisë së zgjidhjes. Në mënyrë tipike, këto aliazh mbushës të trajtueshëm të nxehtësisë përdoren vetëm kur një komponent i salduar duhet t'i nënshtrohet trajtimeve termike të saldimit.

Aliazhet e serive 5xxx-(jo të trajtueshme jo të nxehtit-me forcë përfundimtare të tërheqjes nga 18 deri në 51 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit / magnezit (shtesat e magnezit që variojnë nga 0.2 deri në 6.2%) dhe kanë forcën më të lartë të lidhjeve të trajtueshme jo të nxehta. Për më tepër, kjo seri aliazh është lehtësisht e saldueshme, dhe për këto arsye ato përdoren për një larmi aplikimesh të tilla si ndërtimi i anijeve, transporti, anijet e presionit, urat dhe ndërtesat. Lidhjet e bazës së magnezit shpesh bashkohen me lidhjet mbushëse, të cilat zgjidhen pas shqyrtimit të përmbajtjes së magnezit të materialit bazë, dhe kushtet e aplikimit dhe shërbimit të përbërësit të salduar. Aliazhet në këtë seri me më shumë se 3.0% magnez nuk rekomandohen për shërbimin e ngritur të temperaturës mbi 150 deg F për shkak të potencialit të tyre për sensibilizim dhe ndjeshmërisë së mëvonshme ndaj plasaritjes së korrozionit të stresit. Lidhjet bazë me më pak se afërsisht 2.5% magnez shpesh bashkohen me sukses me lidhjet mbushëse të serive 5xxx ose 4xxx. Aliazhja bazë 5052 zakonisht njihet si aliazh maksimal i përmbajtjes së magnezit që mund të bashkohet me një aliazh mbushës të serive 4xxx. Për shkak të problemeve që lidhen me shkrirjen eutektike dhe vetitë mekanike të dobëta të shoqëruara si të salduara, nuk rekomandohet të bashkohen materiale në këtë seri aliazh, të cilat përmbajnë sasi më të larta të magnezit me mbushësit e serive 4xxx. Materialet më të larta të bazës së magnezit janë bashkuar vetëm me lidhjeve mbushëse 5xxx, të cilat zakonisht përputhen me përbërjen e aliazhit bazë.

Aliazhet e serive 6xxx- (nxehtësia e trajtueshme - me forcë përfundimtare të tensionit prej 18 deri 58 ksi) Këto janë alumini / magnez - lidhjet e silikonit (shtesat e magnezit dhe silikonit prej rreth 1.0%) dhe gjenden gjerësisht në të gjithë industrinë e fabrikimit të saldimit, të përdorura kryesisht në formën e ekstrucioneve, dhe të përfshira në shumë komponentë strukturorë. Shtimi i magnezit dhe silikonit në alumin prodhon një përbërje të magnezit-silicidit, i cili i siguron këtij materiali aftësinë e tij për t'u bërë nxehtësi zgjidhje e trajtuar për forcë të përmirësuar. Këto aliazhe janë natyrisht të ndjeshme ndaj çarjeve të ngurta, dhe për këtë arsye, ato nuk duhet të jenë të ngjitura me hark në mënyrë autogjene (pa materiale mbushëse). Shtimi i sasive adekuate të materialit mbushës gjatë procesit të saldimit të harkut është thelbësor për të siguruar hollimin e materialit bazë, duke parandaluar kështu problemin e plasaritjes së nxehtë. Ato janë bashkuar me të dyja materiale mbushëse 4xxx dhe 5xxx, në varësi të kërkesave të aplikimit dhe shërbimit.

Aliazhet e serive 7xxx- (nxehtësia e trajtueshme - me forcë përfundimtare tërheqëse prej 32 deri 88 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit / zinkut (shtesa zinku që variojnë nga 0.8 në 12.0%) dhe përbëjnë disa nga lidhjet e aluminit me forcë më të lartë. Këto aliazh shpesh përdoren në aplikime me performancë të lartë si avionët, hapësirën ajrore dhe pajisjet sportive konkurruese. Ashtu si seria 2xxx e lidhjeve, kjo seri përfshin lidhjet të cilat konsiderohen kandidatë të papërshtatshëm për saldimin e harkut, dhe të tjerët, të cilat shpesh janë ngjitur me hark me sukses. Lidhjet e salduara zakonisht në këtë seri, të tilla si 7005, janë bashkuar kryesisht me lidhjet mbushëse të serive 5xxx.

Përmbledhje- Aliazhet e sotme të aluminit, së bashku me tunduesit e tyre të ndryshëm, përbëjnë një gamë të gjerë dhe të gjithanshme të materialeve prodhuese. Për hartimin optimal të produktit dhe zhvillimin e suksesshëm të procedurës së saldimit, është e rëndësishme të kuptoni ndryshimet midis shumë lidhjeve të disponueshme dhe karakteristikave të tyre të ndryshme të performancës dhe saldimit. Kur zhvilloni procedura të saldimit të harkut për këto lidhjeve të ndryshme, duhet t'i kushtohet konsideratës aliazh specifik që bashkohet. Shpesh thuhet se saldimi me hark i aluminit nuk është i vështirë, "është thjesht ndryshe". Unë besoj se një pjesë e rëndësishme e të kuptuarit të këtyre dallimeve është të njiheni me lidhjet e ndryshme, karakteristikat e tyre dhe sistemin e tyre të identifikimit.