Sa paglaki ng aluminyo sa loob ng industriya ng welding fabrication, at ang pagtanggap nito bilang isang mahusay na alternatibo sa bakal para sa maraming mga aplikasyon, may mga tumataas na pangangailangan para sa mga kasangkot sa pagbuo ng mga proyektong aluminyo upang maging mas pamilyar sa grupong ito ng mga materyales. Upang lubos na maunawaan ang aluminyo, ipinapayong magsimula sa pamamagitan ng pagiging pamilyar sa sistema ng pagkakakilanlan / pagtatalaga ng aluminyo, ang maraming mga aluminyo na haluang metal na magagamit at ang kanilang mga katangian.

Ang Aluminum Alloy Temper at Designation System- Sa North America, ang Aluminum Association Inc. ay responsable para sa paglalaan at pagpaparehistro ng mga aluminyo na haluang metal. Sa kasalukuyan mayroong higit sa 400 wrought aluminum at wrought aluminum alloys at mahigit 200 aluminum alloys sa anyo ng mga casting at ingots na nakarehistro sa Aluminum Association. Ang mga limitasyon ng komposisyon ng kemikal ng haluang metal para sa lahat ng mga rehistradong haluang ito ay nakapaloob sa Aluminum Association'sTeal Bookpinamagatang “International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys” at sa kanilangPink Bookpinamagatang “Mga Designasyon at Mga Limitasyon sa Komposisyon ng Kemikal para sa Aluminum Alloys sa Anyo ng mga Casting at Ingot. Ang mga publikasyong ito ay maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang sa welding engineer kapag bumubuo ng mga pamamaraan ng welding, at kapag ang pagsasaalang-alang ng chemistry at ang kaugnayan nito sa crack sensitivity ay mahalaga.

Ang mga aluminyo na haluang metal ay maaaring ikategorya sa isang bilang ng mga grupo batay sa mga katangian ng partikular na materyal tulad ng kakayahang tumugon sa thermal at mekanikal na paggamot at ang pangunahing elemento ng alloying na idinagdag sa aluminyo haluang metal. Kapag isinasaalang-alang namin ang sistema ng pagnumero / pagkakakilanlan na ginagamit para sa mga haluang metal na aluminyo, ang mga katangian sa itaas ay natukoy. Ang wrought at cast aluminums ay may iba't ibang sistema ng pagkakakilanlan. Ang wrought system ay isang 4-digit system at ang mga castings ay mayroong 3-digit at 1-decimal place system.

Wrought Alloy Designation System- Isasaalang-alang muna natin ang 4-digit na wrought aluminum alloy identification system. Ang unang digit (Xxxx) ay nagpapahiwatig ng pangunahing elemento ng alloying, na idinagdag sa aluminyo haluang metal at kadalasang ginagamit upang ilarawan ang serye ng aluminyo haluang metal, ibig sabihin, 1000 series, 2000 series, 3000 series, hanggang 8000 series (tingnan ang talahanayan 1).

Ang pangalawang solong digit (xXxx), kung iba sa 0, ay nagpapahiwatig ng pagbabago ng partikular na haluang metal, at ang ikatlo at ikaapat na digit (xxXX) ay mga di-makatwirang numero na ibinigay upang makilala ang isang partikular na haluang metal sa serye. Halimbawa: Sa haluang metal 5183, ang numero 5 ay nagpapahiwatig na ito ay sa serye ng magnesium alloy, ang 1 ay nagpapahiwatig na ito ay ang 1^stpagbabago sa orihinal na haluang metal 5083, at kinikilala ito ng 83 sa seryeng 5xxx.

Ang tanging pagbubukod sa sistema ng pagnumero ng haluang metal na ito ay ang 1xxx series na mga aluminyo na haluang metal (mga purong aluminyo) kung saan, ang huling 2 digit ay nagbibigay ng pinakamababang porsyento ng aluminyo na higit sa 99%, ibig sabihin, Alloy 13(50)(99.50% minimum na aluminyo).

WROUGHT ALUMINIUM ALLOY DESIGNATION SYSTEM

Talahanayan 1

Pagtatalaga ng Cast Alloy- Ang sistema ng pagtatalaga ng cast alloy ay batay sa isang 3 digit-plus decimal na pagtatalaga xxx.x (ibig sabihin, 356.0). Ang unang digit (Xxx.x) ay nagpapahiwatig ng pangunahing elemento ng haluang metal, na idinagdag sa aluminyo haluang metal (tingnan ang talahanayan 2).

CAST ALUMINIUM ALLOY DESIGNATION SYSTEM

Talahanayan 2

Ang pangalawa at pangatlong digit (xXX.x) ay mga di-makatwirang numero na ibinigay upang makilala ang isang partikular na haluang metal sa serye. Ang numerong sumusunod sa decimal point ay nagpapahiwatig kung ang alloy ay isang casting (.0) o isang ingot (.1 o .2). Ang isang malaking titik na prefix ay nagpapahiwatig ng pagbabago sa isang partikular na haluang metal.
Halimbawa: Alloy – A356.0 ang capital A (Axxx.x) ay nagpapahiwatig ng pagbabago ng haluang metal 356.0. Ang numero 3 (A3xx.x) ay nagpapahiwatig na ito ay mula sa silicon plus copper at/o magnesium series. Ang 56 in (Ax56.0) kinikilala ang haluang metal sa loob ng seryeng 3xx.x, at ang .0 (Axxx.0) ay nagpapahiwatig na ito ay isang panghuling paghahagis ng hugis at hindi isang ingot.

Ang Aluminum Temper Designation System -Kung isasaalang-alang natin ang iba't ibang serye ng mga aluminyo na haluang metal, makikita natin na may malaking pagkakaiba sa kanilang mga katangian at kaakibat na aplikasyon. Ang unang puntong dapat kilalanin, pagkatapos maunawaan ang sistema ng pagkakakilanlan, ay mayroong dalawang magkaibang uri ng aluminyo sa loob ng seryeng binanggit sa itaas. Ito ay ang Heat Treatable Aluminum alloys (yaong maaaring makakuha ng lakas sa pamamagitan ng pagdaragdag ng init) at ang Non-Heat Treatable Aluminum alloys. Ang pagkakaibang ito ay partikular na mahalaga kapag isinasaalang-alang ang mga epekto ng arc welding sa dalawang uri ng mga materyales na ito.

Ang 1xxx, 3xxx, at 5xxx series na wrought aluminum alloys ay hindi magamot sa init at strain hardenable lang. Ang 2xxx, 6xxx, at 7xxx series wrought aluminum alloys ay heat treatable at ang 4xxx series ay binubuo ng heat treatable at non-heat treatable alloys. Ang 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x at 7xx.x series cast alloys ay heat treatable. Ang strain hardening ay hindi karaniwang inilalapat sa mga casting.

Nakukuha ng mga heat treatable alloy ang kanilang pinakamabuting mekanikal na katangian sa pamamagitan ng proseso ng thermal treatment, ang pinakakaraniwang thermal treatment ay Solution Heat Treatment at Artificial Aging. Ang Solution Heat Treatment ay ang proseso ng pag-init ng haluang metal sa isang mataas na temperatura (sa paligid ng 990 Deg. F) upang ilagay ang mga alloying elemento o compound sa solusyon. Sinusundan ito ng pagsusubo, kadalasan sa tubig, upang makagawa ng isang supersaturated na solusyon sa temperatura ng silid. Ang paggamot sa init ng solusyon ay karaniwang sinusundan ng pagtanda. Ang pagtanda ay ang pag-ulan ng isang bahagi ng mga elemento o compound mula sa isang supersaturated na solusyon upang magbunga ng mga kanais-nais na katangian.

Nakukuha ng mga non-heat treatable alloy ang kanilang pinakamabuting mekanikal na katangian sa pamamagitan ng Strain Hardening. Ang strain hardening ay ang paraan ng pagtaas ng lakas sa pamamagitan ng paggamit ng malamig na pagtatrabaho.T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

ANG MGA PANGUNAHING DESIGNASYON NG TEMPER

Talahanayan 3

Higit pa sa pangunahing pagtatalaga ng init ng ulo, mayroong dalawang kategorya ng subdivision, ang isa ay tumutugon sa "H" Temper - Strain Hardening, at ang isa ay tumutugon sa "T" Temper - Thermally Treated na pagtatalaga.

Mga Subdivision ng H Temper – Strain Hardened

Ang unang digit pagkatapos ng H ay nagpapahiwatig ng isang pangunahing operasyon:
H1– Strain Hardened Only.
H2– Pinatigas at Bahagyang Napapahid.
H3– Pinatigas at Pinatatag ang Strain.
H4– Salain na pinatigas at Nakulayan o Pininturahan.

Ang pangalawang digit pagkatapos ng H ay nagpapahiwatig ng antas ng pagtigas ng strain:
HX2– Quarter Hard HX4– Half Hard HX6– Three-Quarters Hard
HX8– Buong Hard HX9- Extra Hard

Mga Subdivision ng T Temper – Thermally Treated

T1- Natural na tumanda pagkatapos ng paglamig mula sa isang mataas na proseso ng paghubog ng temperatura, tulad ng extruding.
T2- Gumagana ang malamig pagkatapos ng paglamig mula sa isang proseso ng paghubog ng mataas na temperatura at pagkatapos ay natural na tumanda.
T3- Solusyon na ginagamot sa init, ginawang malamig at natural na may edad.
T4- Solusyon na pinainit at natural na may edad.
T5- Artipisyal na edad pagkatapos ng paglamig mula sa isang nakataas na proseso ng paghubog ng temperatura.
T6- Solusyon na ginagamot sa init at artipisyal na edad.
T7- Solusyon na pinainit at nagpapatatag (overaged).
T8- Solusyon na pinainit, ginawang malamig at artipisyal na edad.
T9- Solusyon na ginagamot sa init, artipisyal na luma at malamig na nagtrabaho.
T10- Malamig na nagtrabaho pagkatapos ng paglamig mula sa isang mataas na temperatura na proseso ng paghubog at pagkatapos ay artipisyal na pagtanda.

Ang mga karagdagang digit ay nagpapahiwatig ng pag-alis ng stress.
Mga halimbawa:
TX51o TXX51– Napapawi ang stress sa pamamagitan ng pag-uunat.
TX52o TXX52– Napapawi ang stress sa pamamagitan ng pag-compress.

Aluminum Alloys At Ang Kanilang Mga Katangian- Kung isasaalang-alang namin ang pitong serye ng mga wrought aluminum alloys, pahalagahan namin ang kanilang mga pagkakaiba at mauunawaan ang kanilang mga aplikasyon at katangian.

1xxx Serye Alloys– (non-heat treatable – na may ultimate tensile strength na 10 hanggang 27 ksi) ang seryeng ito ay madalas na tinutukoy bilang purong aluminum series dahil kinakailangan itong magkaroon ng 99.0% minimum na aluminum. Ang mga ito ay weldable. Gayunpaman, dahil sa kanilang makitid na hanay ng pagkatunaw, nangangailangan sila ng ilang mga pagsasaalang-alang upang makagawa ng mga katanggap-tanggap na pamamaraan ng hinang. Kapag isinasaalang-alang para sa katha, ang mga haluang ito ay pangunahing pinipili para sa kanilang superyor na paglaban sa kaagnasan tulad ng sa mga espesyal na tangke ng kemikal at piping, o para sa kanilang mahusay na electrical conductivity tulad ng sa mga aplikasyon ng bus bar. Ang mga haluang metal na ito ay may medyo mahinang mekanikal na mga katangian at bihirang isaalang-alang para sa pangkalahatang mga aplikasyon sa istruktura. Ang mga base na haluang ito ay madalas na hinangin na may katugmang filler na materyal o may 4xxx filler alloy na nakadepende sa aplikasyon at mga kinakailangan sa pagganap.

2xxx Serye Alloys– (heat treatable– na may ultimate tensile strength na 27 hanggang 62 ksi) ang mga ito ay aluminum/copper alloys (copper additional ranging from 0.7 to 6.8%), at high strength, high performance alloys na kadalasang ginagamit para sa aerospace at aircraft application. Mayroon silang mahusay na lakas sa isang malawak na hanay ng temperatura. Ang ilan sa mga haluang ito ay itinuturing na hindi nawelding ng mga proseso ng arc welding dahil sa kanilang pagkamaramdamin sa mainit na pag-crack at stress corrosion cracking; gayunpaman, ang iba ay napaka-matagumpay na hinangin ng arc sa tamang mga pamamaraan ng hinang. Ang mga base na materyales na ito ay madalas na hinangin na may mataas na lakas na 2xxx series filler alloy na idinisenyo upang tumugma sa kanilang performance, ngunit minsan ay maaaring hinangin gamit ang 4xxx series fillers na naglalaman ng silicon o silicon at tanso, depende sa aplikasyon at mga kinakailangan sa serbisyo.

3xxx Series Alloys– (non-heat treatable – na may ultimate tensile strength na 16 hanggang 41 ksi) Ito ang mga aluminyo / manganese alloys (manganese na mga karagdagan mula 0.05 hanggang 1.8%) at may katamtamang lakas, may magandang corrosion resistance, magandang formability at angkop para gamitin sa mataas na temperatura. Ang isa sa kanilang mga unang gamit ay mga kaldero at kawali, at sila ang pangunahing bahagi ngayon para sa mga heat exchanger sa mga sasakyan at planta ng kuryente. Ang kanilang katamtamang lakas, gayunpaman, ay madalas na humahadlang sa kanilang pagsasaalang-alang para sa mga aplikasyon sa istruktura. Ang mga base alloy na ito ay hinangin ng 1xxx, 4xxx at 5xxx series filler alloys, depende sa kanilang partikular na chemistry at partikular na aplikasyon at mga kinakailangan sa serbisyo.

4xxx Series Alloys– (heat treatable at non-heat treatable – na may ultimate tensile strength na 25 hanggang 55 ksi) Ito ang mga aluminum / silicon alloys (silicon additions ranging from 0.6 to 21.5%) at ang tanging serye na naglalaman ng heat treatable at non- heat treatable alloys. Ang silikon, kapag idinagdag sa aluminyo, ay binabawasan ang punto ng pagkatunaw nito at pinapabuti ang pagkalikido nito kapag natunaw. Ang mga katangiang ito ay kanais-nais para sa mga filler na materyales na ginagamit para sa parehong fusion welding at brazing. Dahil dito, ang seryeng ito ng mga haluang metal ay higit na matatagpuan bilang materyal na tagapuno. Ang silikon, na nakapag-iisa sa aluminyo, ay hindi ginagamot sa init; gayunpaman, ang ilan sa mga silicon na haluang ito ay idinisenyo upang magkaroon ng mga karagdagan ng magnesiyo o tanso, na nagbibigay sa kanila ng kakayahang tumugon nang mabuti sa paggamot sa init ng solusyon. Karaniwan, ang mga heat treatable filler alloy na ito ay ginagamit lamang kapag ang isang welded component ay isasailalim sa post weld thermal treatments.

5xxx Serye Alloys– (non-heat treatable – na may ultimate tensile strength na 18 hanggang 51 ksi) Ito ang mga aluminum / magnesium alloys (magnesium additions mula 0.2 hanggang 6.2%) at may pinakamataas na lakas ng non-heat treatable alloys. Bilang karagdagan, ang serye ng haluang metal na ito ay madaling hinangin, at para sa mga kadahilanang ito ay ginagamit ang mga ito para sa iba't ibang uri ng mga aplikasyon tulad ng paggawa ng barko, transportasyon, mga pressure vessel, tulay at mga gusali. Ang magnesium base alloys ay madalas na hinangin gamit ang filler alloys, na pinili pagkatapos isaalang-alang ang magnesium content ng base material, at ang aplikasyon at mga kondisyon ng serbisyo ng welded component. Ang mga haluang metal sa seryeng ito na may higit sa 3.0% magnesium ay hindi inirerekomenda para sa mataas na temperatura na serbisyo sa itaas 150 deg F dahil sa kanilang potensyal para sa sensitization at kasunod na pagkamaramdamin sa stress corrosion cracking. Ang mga base alloy na may mas mababa sa humigit-kumulang 2.5% magnesium ay madalas na matagumpay na hinangin gamit ang 5xxx o 4xxx series filler alloys. Ang base alloy na 5052 ay karaniwang kinikilala bilang ang maximum na magnesium content base alloy na maaaring i-welded gamit ang 4xxx series filler alloy. Dahil sa mga problemang nauugnay sa eutectic melting at nauugnay na hindi magandang as-welded na mekanikal na katangian, hindi inirerekomenda na magwelding ng materyal sa seryeng ito ng haluang metal, na naglalaman ng mas mataas na halaga ng magnesium na may mga 4xxx series fillers. Ang mas mataas na magnesium base na materyales ay hinangin lamang ng 5xxx filler alloy, na karaniwang tumutugma sa base alloy na komposisyon.

6XXX Series Alloys– (heat treatable – na may ultimate tensile strength of 18 to 58 ksi) Ito ang aluminum / magnesium – silicon alloys (magnesium at silicon na mga karagdagan na humigit-kumulang 1.0%) at malawak na matatagpuan sa buong industriya ng welding fabrication, na pangunahing ginagamit sa anyo ng mga extrusions, at isinama sa maraming bahagi ng istruktura. Ang pagdaragdag ng magnesium at silicon sa aluminyo ay gumagawa ng isang compound ng magnesium-silicide, na nagbibigay sa materyal na ito ng kakayahang maging solusyon na ginagamot sa init para sa pinabuting lakas. Ang mga haluang ito ay natural na sensitibo sa solidification crack, at sa kadahilanang ito, hindi sila dapat na arc welded nang autogenously (nang walang filler material). Ang pagdaragdag ng sapat na dami ng filler material sa panahon ng proseso ng arc welding ay mahalaga upang makapagbigay ng dilution ng base material, at sa gayon ay maiwasan ang mainit na problema sa pag-crack. Ang mga ito ay hinangin ng parehong 4xxx at 5xxx filler na materyales, depende sa aplikasyon at mga kinakailangan sa serbisyo.

7XXX Series Alloys– (heat treatable – na may ultimate tensile strength na 32 hanggang 88 ksi) Ito ang mga aluminyo / zinc alloys (mga karagdagan ng zinc mula 0.8 hanggang 12.0%) at binubuo ng ilan sa mga pinakamataas na lakas na aluminum alloys. Ang mga haluang metal na ito ay kadalasang ginagamit sa mga application na may mataas na pagganap tulad ng sasakyang panghimpapawid, aerospace, at mapagkumpitensyang kagamitan sa palakasan. Tulad ng 2xxx serye ng mga haluang metal, ang seryeng ito ay nagsasama ng mga haluang metal na itinuturing na hindi angkop na mga kandidato para sa arc welding, at iba pa, na kadalasang matagumpay na hinangin ang arc. Ang mga karaniwang welded na haluang metal sa seryeng ito, gaya ng 7005, ay higit na hinang hinang gamit ang 5xxx series filler alloys.

Buod- Ang mga aluminyo na haluang metal ngayon, kasama ang iba't ibang init ng mga ito, ay binubuo ng malawak at maraming nalalaman na hanay ng mga materyales sa pagmamanupaktura. Para sa pinakamainam na disenyo ng produkto at matagumpay na pag-unlad ng pamamaraan ng welding, mahalagang maunawaan ang mga pagkakaiba sa pagitan ng maraming magagamit na mga haluang metal at ang kanilang iba't ibang katangian ng pagganap at pagkakawelding. Kapag bumubuo ng mga pamamaraan ng arc welding para sa iba't ibang mga haluang metal na ito, dapat isaalang-alang ang partikular na haluang metal na hinangin. Madalas sinasabi na ang arc welding ng aluminum ay hindi mahirap, “iba lang”. Naniniwala ako na isang mahalagang bahagi ng pag-unawa sa mga pagkakaibang ito ay ang maging pamilyar sa iba't ibang haluang metal, ang kanilang mga katangian, at ang kanilang sistema ng pagkakakilanlan.