Me rritjen e aluminit në industrinë e fabrikimit të saldimit dhe pranimin e tij si një alternativë e shkëlqyer ndaj çelikut për shumë aplikime, ka kërkesa në rritje për ata që merren me 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 / emërtimit të aluminit, lidhjet e shumta të 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 janë mbi 400 alumini të përpunuar dhe lidhjet e aluminit të përpunuar dhe mbi 200 lidhjet e aluminit në formën e derdhjeve dhe shufrave të regjistruara në Shoqatën e Aluminit. Kufijtë e përbërjes kimike të aliazhit për të gjitha këto lidhje të regjistruara përmbahen në Shoqatën e AluminitLibri i kafesëme titull “Emërtimet ndërkombëtare të aliazheve dhe kufijtë e përbërjes kimike për aluminin e farkëtuar dhe lidhjet e aluminit të farkëtuar” dhe në tëLibri rozëme titull “Përcaktimet dhe kufijtë e përbërjes kimike për lidhjet e aluminit në formën e derdhjeve dhe shufrës. Këto botime mund të jenë jashtëzakonisht të dobishme për inxhinierin e saldimit kur zhvillon procedurat e saldimit dhe kur marrja në konsideratë e kimisë dhe lidhja e saj me ndjeshmërinë ndaj plasaritjes është e rëndësishme.

Lidhjet e aluminit mund të kategorizohen në një sërë grupesh bazuar në karakteristikat e materialit të veçantë, siç është aftësia e tij për t'iu përgjigjur trajtimit termik dhe mekanik dhe elementi kryesor lidhës i shtuar në lidhjen e aluminit. Kur marrim parasysh sistemin e numërimit / identifikimit të përdorur për lidhjet e aluminit, identifikohen karakteristikat e mësipërme. Alumini i farkëtuar dhe i derdhur kanë sisteme të ndryshme identifikimi. Sistemi i farkëtuar është një sistem 4-shifror dhe derdhjet kanë një sistem 3-shifror dhe 1-shifror të vendeve.

Sistemi i emërtimit të aliazhit të farkëtuar- Së pari do të shqyrtojmë sistemin e identifikimit të aliazhit të aluminit të farkëtuar me 4 shifra. Shifra e parë (Xxxx) tregon elementin kryesor aliazh, i cili i është shtuar aliazhit të aluminit dhe përdoret shpesh për të përshkruar seritë e aliazhit të aluminit, p.sh., seritë 1000, seritë 2000, seritë 3000, deri në seritë 8000 (shih tabelën 1).

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

Përjashtimi i vetëm nga ky sistem numërimi i aliazhit është me lidhjet e aluminit të serisë 1xxx (alumine të pastra) në të cilin rast, 2 shifrat e fundit japin përqindjen minimale të aluminit mbi 99%, dmth. Lidhja 13(50)(99,50% minimale alumini).

SISTEMI I PERCAKTIMIT TE ALAZURA ALUMINI TE FORTUAR

Tabela 1

Emërtimi i aliazhit të derdhur- Sistemi i emërtimit të aliazhit të derdhur bazohet në një emërtim dhjetor 3 shifror plus xxx.x (dmth. 356.0). Shifra e parë (Xxx.x) tregon elementin kryesor të lidhjes, i cili është shtuar në lidhjen e aluminit (shih tabelën 2).

SISTEMI I PERCAKTIMIT TE LIAZURA ALUMINI I GJENDJES

Tabela 2

Shifrat e dyta dhe të treta (xXX.x) janë numra arbitrarë të dhënë për të identifikuar një aliazh specifik në seri. Numri pas presjes dhjetore tregon nëse aliazhi është derdhje (.0) ose shufër (.1 ose .2). Një parashtesë e shkronjës së madhe tregon një modifikim në një aliazh specifik.
Shembull: Aliazh – A356.0 kapitali A (Axxx.x) tregon një modifikim të aliazhit 356.0. Numri 3 (A3xx.x) tregon se është i serisë së silikonit plus bakër dhe/ose magnez. 56 në (Ax56.0) identifikon lidhjen brenda serisë 3xx.x dhe .0 (Axxx.0) tregon se është një derdhje e formës përfundimtare dhe jo një shufër.

Sistemi i përcaktimit të temperaturës së aluminit -Nëse marrim parasysh seritë e ndryshme të lidhjeve të aluminit, do të shohim se ka dallime të konsiderueshme në karakteristikat e tyre dhe aplikimin pasues. Pika e parë për t'u njohur, pasi të keni kuptuar sistemin e identifikimit, është se ekzistojnë dy lloje dukshëm të ndryshme të aluminit brenda serisë së përmendur më sipër. Këto janë lidhjet e aluminit të trajtueshëm 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 parasysh ndikimet e saldimit me hark në këto dy lloje materialesh.

Lidhjet e aluminit të farkëtuar të serive 1xxx, 3xxx dhe 5xxx janë të patrajtueshme nga nxehtësia dhe mund të forcohen vetëm nga sforcimi. Lidhjet e aluminit të përpunuar të serive 2xxx, 6xxx dhe 7xxx janë të trajtueshme nga nxehtësia dhe seria 4xxx përbëhet nga aliazhe të trajtueshme me nxehtësi dhe jo të trajtueshme me nxehtësi. Lidhjet e derdhura të serive 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x dhe 7xx.x janë të trajtueshme me nxehtësi. Forcimi i sforcimit nuk zbatohet përgjithësisht në derdhjet.

Lidhjet e trajtueshme me nxehtësi fitojnë vetitë e tyre mekanike optimale nëpërmjet një procesi trajtimi termik, trajtimet termike më të zakonshme janë Trajtimi me nxehtësi me tretësirë ​​dhe plakja artificiale. Trajtimi i nxehtësisë së tretësirës është procesi i ngrohjes së aliazhit në një temperaturë të ngritur (rreth 990 gradë F) në mënyrë që të vendosen elementët ose përbërësit aliazh në tretësirë. Kjo pasohet nga shuarja, zakonisht në ujë, për të prodhuar një zgjidhje të mbingopur në temperaturën e dhomës. Trajtimi termik i tretësirës zakonisht pasohet nga plakja. Plakja është precipitimi i një pjese të elementeve ose komponimeve nga një tretësirë ​​e mbingopur në mënyrë që të japë vetitë e dëshirueshme.

Lidhjet e patrajtueshme me nxehtësi fitojnë vetitë e tyre mekanike optimale përmes Forcimit me sforcim. Forcimi me sforcim është metoda e rritjes së forcës nëpërmjet aplikimit të punës së ftohtë.T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

PËRCAKTIMET THEMELORE TË TEMPER

Tabela 3

Përveç përcaktimit bazë të temperamentit, ekzistojnë dy kategori nënndarjeje, njëra që adreson Temperin "H" - Forcimi i tendosjes dhe tjetri trajton përcaktimin "T" Temper - Trajtuar termikisht.

Nënndarjet e H Temper – Strain Hardened

Shifra e parë pas H tregon një operacion bazë:
H1– Vetëm tendosje e ngurtësuar.
H2– Ngurtësim i ngurtësuar dhe i pjekur pjesërisht.
H3– Ngurtësimi dhe stabilizimi i tendosjes.
H4– Tendosja e ngurtësuar dhe e llakuar ose e lyer.

Shifra e dytë pas H tregon shkallën e forcimit të sforcimit:
HX2– Quarter Hard HX4– HX gjysmë e fortë6– Tre të katërtat e vështirë
HX8– Full Hard HX9– Ekstra e vështirë

Nënndarjet e T Temper - Trajtohen Termikisht

T1- Plaket natyrshëm pas ftohjes nga një proces formësimi i temperaturës së ngritur, siç është ekstrudimi.
T2- Ftohja funksionon pas ftohjes nga një proces formësimi i temperaturës së ngritur dhe më pas plaket natyrshëm.
T3- Tretësirë ​​e trajtuar me nxehtësi, e punuar në të ftohtë dhe e vjetëruar në mënyrë natyrale.
T4- Tretësirë ​​e trajtuar me nxehtësi dhe e vjetëruar në mënyrë natyrale.
T5- Plaket artificialisht pas ftohjes nga një proces formimi i temperaturës së ngritur.
T6- Tretësirë ​​e trajtuar me nxehtësi dhe e vjetëruar artificialisht.
T7- Tretësirë ​​e trajtuar me nxehtësi dhe e stabilizuar (e mbipjekur).
T8- Tretësirë ​​e trajtuar me nxehtësi, e punuar në të ftohtë dhe e vjetëruar artificialisht.
T9- Tretësirë ​​e trajtuar me nxehtësi, e vjetëruar artificialisht dhe e punuar në të ftohtë.
T10- I ftohti funksionoi pas ftohjes nga një proces formësimi i temperaturës së ngritur dhe më pas plaket artificialisht.

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

Lidhjet e aluminit dhe karakteristikat e tyre- Nëse marrim parasysh shtatë seritë e lidhjeve të aluminit të farkëtuar, do të vlerësojmë dallimet e tyre dhe do të kuptojmë aplikimet dhe karakteristikat e tyre.

Lidhjet e Serisë 1xxx– (i patrajtueshëm me nxehtësi – me rezistencë përfundimtare në tërheqje prej 10 deri në 27 ksi) kjo seri shpesh përmendet si seria e aluminit të pastër sepse kërkohet të ketë 99,0% minimale alumini. Ato janë të saldueshme. Megjithatë, për shkak të gamës së tyre të ngushtë të shkrirjes, ato kërkojnë konsiderata të caktuara për të prodhuar procedura të pranueshme saldimi. Kur konsiderohen për fabrikim, këto lidhje zgjidhen kryesisht për rezistencën e tyre superiore ndaj korrozionit, si në rezervuarët dhe tubacionet e specializuara kimike, ose për përçueshmërinë e tyre të shkëlqyer elektrike si në aplikimet e shiritave të autobusëve. Këto lidhje kanë veti mekanike relativisht të dobëta dhe rrallë do të konsideroheshin për aplikime të përgjithshme strukturore. Këto aliazhe bazë janë ngjitur shpesh me material mbushës që përputhet ose me lidhje mbushëse 4xxx në varësi të aplikimit dhe kërkesave të performancës.

Lidhjet e Serisë 2xxx– (e trajtueshme nga nxehtësia – me rezistencë përfundimtare në tërheqje nga 27 deri në 62 ksi) këto janë lidhje alumini/bakri (shtesat e bakrit që variojnë nga 0,7 deri në 6,8%), dhe janë lidhje me forcë të lartë, me performancë të lartë që përdoren shpesh për aplikime në hapësirën ajrore dhe avionë. Ata kanë forcë të shkëlqyer në një gamë të gjerë temperaturash. Disa nga këto lidhje konsiderohen të pa saldueshme nga proceset e saldimit me hark për shkak të ndjeshmërisë së tyre ndaj plasaritjes së nxehtë dhe plasaritjes nga korrozioni i stresit; megjithatë, të tjerat janë salduar me hark me shumë sukses me procedurat e sakta të saldimit. Këto materiale bazë shpesh saldohen me aliazhe mbushëse të serisë 2xxx me forcë të lartë, të dizajnuara për të përputhur performancën e tyre, por ndonjëherë mund të saldohen me mbushësit e serisë 4xxx që përmbajnë silikon ose silikon dhe bakër, në varësi të aplikimit dhe kërkesave të shërbimit.

Lidhjet e Serisë 3xxx– (i patrajtueshëm nga nxehtësia – me rezistencë përfundimtare në tërheqje 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 mesatare, kanë rezistencë të mirë korrozioni, formueshmëri të mirë dhe janë të përshtatshme për përdorim në temperatura të larta. Një nga përdorimet e tyre të para ishin tenxheret dhe tiganët, dhe sot ato janë komponenti kryesor për shkëmbyesit e nxehtësisë në automjete dhe termocentrale. Forca e tyre e moderuar, megjithatë, shpesh e përjashton konsiderimin e tyre për aplikime strukturore. Këto lidhje bazë janë salduar me aliazhe mbushëse të serive 1xxx, 4xxx dhe 5xxx, në varësi të kimisë së tyre specifike dhe kërkesave të veçanta të aplikimit dhe shërbimit.

Lidhjet e Serisë 4xxx– (e trajtueshme me nxehtësi dhe jo të trajtueshme nga nxehtësia – me rezistencë përfundimtare në tërheqje prej 25 deri në 55 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit / silikonit (shtesat e silikonit që variojnë nga 0,6 deri në 21,5%) dhe janë seritë e vetme që përmbajnë të dyja të trajtueshme nga nxehtësia dhe jo aliazhe të trajtueshme me nxehtësi. Siliconi, kur i shtohet aluminit, zvogëlon pikën e 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 brazimin. Rrjedhimisht, kjo seri aliazhesh gjendet kryesisht si material mbushës. Silikoni, në mënyrë të pavarur në alumin, nuk trajtohet nga nxehtësia; megjithatë, një numër i këtyre lidhjeve të silikonit janë projektuar që të kenë shtesa të magnezit ose bakrit, gjë që u siguron atyre aftësinë për t'iu përgjigjur në mënyrë të favorshme trajtimit termik të tretësirës. 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– (e patrajtueshme nga nxehtësia – me rezistencën përfundimtare në tërheqje prej 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 patrajtueshme me nxehtësi. Përveç kësaj, kjo seri aliazhi është lehtësisht e saldueshme dhe për këto arsye ato përdoren për një shumëllojshmëri të gjerë aplikimesh si ndërtimi i anijeve, transporti, enë nën presion, urat dhe ndërtesat. Lidhjet e bazës së magnezit janë ngjitur shpesh me lidhje mbushëse, të cilat zgjidhen pas shqyrtimit të përmbajtjes së magnezit të materialit bazë dhe aplikimit dhe kushteve të shërbimit të komponentit të salduar. Lidhjet e kësaj serie me më shumë se 3,0% magnez nuk rekomandohen për shërbimin e temperaturës së ngritur mbi 150 gradë F për shkak të potencialit të tyre për sensibilizimin dhe ndjeshmërinë e mëvonshme ndaj plasaritjes 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 përgjithësisht njihet si aliazhi bazë me përmbajtje maksimale të magnezit që mund të saldohet me një aliazh mbushës të serisë 4xxx. Për shkak të problemeve të lidhura me shkrirjen eutektike dhe të vetive mekanike të dobëta të salduara, nuk rekomandohet saldimi i materialit në këtë seri aliazhi, i cili përmban sasi më të larta të magnezit me mbushësit e serisë 4xxx. Materialet bazë me magnez më të lartë janë salduar vetëm me lidhje mbushëse 5xxx, të cilat në përgjithësi përputhen me përbërjen e aliazhit bazë.

Lidhjet e Serive 6XXX– (i trajtueshëm nga nxehtësia – me rezistencë përfundimtare në tërheqje nga 18 deri në 58 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit/magnezit – silikonit (magnezi dhe silikoni shtesa rreth 1,0%) dhe gjenden gjerësisht në të gjithë industrinë e prodhimit të saldimit, të përdorura kryesisht në formën e nxjerrje, dhe të përfshira në shumë komponentë strukturorë. Shtimi i magnezit dhe silikonit në alumin prodhon një përbërje magnezi-silicidi, i cili i siguron këtij materiali aftësinë e tij për t'u trajtuar me tretësirë ​​të nxehtësisë për forcë të përmirësuar. Këto lidhje janë natyrisht të ndjeshme ndaj çarjeve ndaj 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 plasaritjes së nxehtë. Ato janë të salduara me materiale mbushëse 4xxx dhe 5xxx, në varësi të kërkesave të aplikimit dhe shërbimit.

Lidhjet e Serive 7XXX– (i trajtueshëm nga nxehtësia – me rezistencën përfundimtare në tërheqje nga 32 deri në 88 ksi) Këto janë lidhjet e aluminit/zinkut (shtesat e zinkut që variojnë nga 0,8 në 12,0%) dhe përbëjnë disa nga lidhjet e aluminit me forcën më të lartë. Këto lidhje përdoren shpesh në aplikime me performancë të lartë si avionët, hapësirat ajrore dhe pajisjet sportive konkurruese. Ashtu si seria 2xxx e lidhjeve, kjo seri përfshin lidhjet që konsiderohen si kandidatë të papërshtatshëm për saldim me hark, dhe të tjera, të cilat shpesh saldohen me sukses me hark. Lidhjet e salduara zakonisht në këtë seri, të tilla si 7005, janë ngjitur kryesisht me lidhjet mbushëse të serisë 5xxx.

Përmbledhje- Lidhjet e sotme të aluminit, së bashku me temperamentin e tyre të ndryshëm, përfshijnë një gamë të gjerë dhe të gjithanshme materialesh prodhuese. Për dizajnin optimal të produktit dhe zhvillimin e suksesshëm të procedurës së saldimit, është e rëndësishme të kuptohen ndryshimet midis shumë lidhjeve të disponueshme dhe karakteristikave të ndryshme të performancës dhe saldimit të tyre. Gjatë zhvillimit të procedurave të saldimit me hark për këto lidhje të ndryshme, duhet t'i kushtohet vëmendje lidhjes specifike që saldohet. 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 njohja me lidhjet e ndryshme, karakteristikat e tyre dhe sistemin e tyre të identifikimit.