Dahil sa paglago ng aluminyo sa industriya ng paggawa ng hinang, at sa pagtanggap nito bilang isang mahusay na alternatibo sa bakal para sa maraming aplikasyon, tumataas ang mga 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, sa maraming haluang metal na aluminyo na magagamit at sa kanilang mga katangian.

Ang Sistema ng Temperatura at Pagtatalaga ng Aluminum Alloy- Sa Hilagang Amerika, ang The Aluminum Association Inc. ang responsable sa alokasyon at pagpaparehistro ng mga haluang metal na aluminyo. Sa kasalukuyan, mayroong mahigit 400 na gawa sa aluminyo at gawa sa aluminyo na haluang metal at mahigit 200 na haluang metal na aluminyo sa anyo ng mga castings at ingots na nakarehistro sa Aluminum Association. Ang mga limitasyon sa komposisyon ng kemikal ng haluang metal para sa lahat ng mga rehistradong haluang metal na ito ay nakapaloob sa Aluminum Association'sAklat na Tealpinamagatang “Mga Internasyonal na Pagtatalaga ng Haluang metal at mga Limitasyon sa Komposisyong Kemikal para sa Hiniwang Aluminyo at Hiniwang Aluminyo na mga Haluang metal” at sa kanilang mgaRosas na Aklatna pinamagatang “Mga Pagtatalaga at Limitasyon sa Komposisyong Kemikal para sa mga Aluminum Alloy 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 hinang, at kapag ang pagsasaalang-alang sa kemistri at ang kaugnayan nito sa sensitibidad ng bitak ay mahalaga.

Ang mga haluang metal na aluminyo ay maaaring ikategorya sa ilang grupo batay sa mga katangian ng partikular na materyal tulad ng kakayahang tumugon sa thermal at mekanikal na paggamot at ang pangunahing elemento ng haluang metal na idinagdag sa haluang metal na aluminyo. Kapag isinasaalang-alang natin ang sistema ng pagnunumero / pagkakakilanlan na ginagamit para sa mga haluang metal na aluminyo, natutukoy ang mga katangiang nabanggit. Ang mga wrought at cast aluminyo ay may iba't ibang sistema ng pagkakakilanlan. Ang wrought system ay isang 4-digit na sistema at ang mga cast ay may 3-digit at 1-decimal na sistema ng lugar.

Sistema ng Pagtatalaga ng Wrought Alloy- Una nating isasaalang-alang ang 4-digit na sistema ng pagkakakilanlan ng wrought aluminum alloy. Ang unang digit (Xxxx) ay nagpapahiwatig ng pangunahing elemento ng haluang metal, na idinagdag sa haluang metal na aluminyo at kadalasang ginagamit upang ilarawan ang serye ng haluang metal na aluminyo, ibig sabihin, serye 1000, serye 2000, serye 3000, hanggang serye 8000 (tingnan ang talahanayan 1).

Ang pangalawang solong digit (xXxx), kung naiiba sa 0, ay nagpapahiwatig ng pagbabago sa partikular na haluang metal, at ang pangatlo at pang-apat na digit (xxXX) ay mga arbitraryong numero na ibinibigay upang matukoy ang isang partikular na haluang metal sa serye. Halimbawa: Sa haluang metal 5183, ang numerong 5 ay nagpapahiwatig na ito ay kabilang sa serye ng magnesium alloy, ang 1 ay nagpapahiwatig na ito ang 1^stpagbabago sa orihinal na haluang metal na 5083, at kinikilala ito ng 83 sa seryeng 5xxx.

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

SISTEMA NG PAGTATALAGA NG WROUGH ALUMINIUM ALLOY

Talahanayan 1

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

SISTEMA NG PAGTATALAGA NG CAST ALUMINUM ALLOY

Talahanayan 2

Ang pangalawa at pangatlong digit (xXXAng .x) ay mga arbitraryong numero na ibinibigay upang matukoy ang isang partikular na haluang metal sa serye. Ang numerong kasunod ng decimal point ay nagpapahiwatig kung ang haluang metal ay isang casting (.0) o isang ingot (.1 o .2). Ang unlapi sa malalaking titik ay nagpapahiwatig ng isang pagbabago sa isang partikular na haluang metal.
Halimbawa: Haluang metal – A356.0 ang malaking A (Axxx.x) ay nagpapahiwatig ng isang pagbabago ng haluang metal 356.0. Ang bilang 3 (A3Ang xx.x) ay nagpapahiwatig na ito ay nasa seryeng silicon plus copper at/o magnesium. Ang 56 in (Ax56.0) ay tumutukoy sa haluang metal sa loob ng seryeng 3xx.x, at ang .0 (Axxx.0) ay nagpapahiwatig na ito ay isang pangwakas na paghulma ng hugis at hindi isang ingot.

Ang Sistema ng Pagtatalaga ng Aluminyo na Temperatura -Kung isasaalang-alang natin ang iba't ibang serye ng mga aluminum alloy, makikita natin na may malaking pagkakaiba sa kanilang mga katangian at kaugnay na aplikasyon. Ang unang puntong dapat kilalanin, pagkatapos maunawaan ang sistema ng pagkakakilanlan, ay mayroong dalawang magkaibang uri ng aluminum sa loob ng seryeng nabanggit sa itaas. Ito ang mga Heat Treatable Aluminum alloy (mga maaaring lumakas sa pamamagitan ng pagdaragdag ng init) at ang mga Non-Heat Treatable Aluminum alloy. Ang pagkakaibang ito ay partikular na mahalaga kapag isinasaalang-alang ang mga epekto ng arc welding sa dalawang uri ng materyales na ito.

Ang mga wrought aluminum alloy na seryeng 1xxx, 3xxx, at 5xxx ay hindi maaaring i-heat treat at strain hardenable lamang. Ang mga wrought aluminum alloy na seryeng 2xxx, 6xxx, at 7xxx ay maaaring i-heat treat at ang seryeng 4xxx ay binubuo ng parehong heat treatable at non-heat treatable alloys. Ang mga cast alloy na seryeng 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x at 7xx.x ay maaaring i-heat treat. Ang strain hardening ay hindi karaniwang ginagamit sa mga castings.

Ang mga haluang metal na maaaring gamutin sa init ay nakakakuha ng kanilang pinakamainam na mekanikal na katangian sa pamamagitan ng proseso ng thermal treatment, ang pinakakaraniwang thermal treatment ay ang Solution Heat Treatment at Artificial Aging. Ang Solution Heat Treatment ay ang proseso ng pag-init ng haluang metal sa isang mataas na temperatura (humigit-kumulang 990 Deg. F) upang mailagay ang mga elemento o compound ng alloying sa solusyon. Sinusundan ito ng quenching, kadalasan sa tubig, upang makagawa ng isang supersaturated na solusyon sa temperatura ng silid. Ang solution heat treatment ay karaniwang sinusundan ng pagtanda. Ang pagtanda ay ang pag-precipitate ng isang bahagi ng mga elemento o compound mula sa isang supersaturated na solusyon upang magbunga ng mga kanais-nais na katangian.

Ang mga haluang metal na hindi maaaring gamutin sa init ay nakakakuha ng kanilang pinakamainam na mekanikal na katangian sa pamamagitan ng Strain Hardening. Ang strain hardening ay ang paraan ng pagpapalakas sa pamamagitan ng paggamit ng cold working. T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

ANG MGA PANGUNAHING PAGTATALAGA NG TEMPER

Talahanayan 3

Bukod pa sa pangunahing pagtatalaga ng temper, mayroong dalawang kategorya ng subdibisyon, ang isa ay tumutugon sa pagtatalagang "H" Temper – Strain Hardening, at ang isa naman ay tumutugon sa pagtatalagang "T" Temper – Thermally Treated.

Mga Paghahati ng H Temper – Strain Hardened

Ang unang digit pagkatapos ng H ay nagpapahiwatig ng isang pangunahing operasyon:
H1– Pinatigas na Pilit Lamang.
H2– Pinatigas ang Strain at Bahagyang Pinainit.
H3– Pinatigas at Pinatatag ang Pilit.
H4– Pinatigas na Pilit at Nilagyan ng Lacquer o Pininturahan.

Ang pangalawang digit pagkatapos ng H ay nagpapahiwatig ng antas ng strain hardening:
HX2– Quarter Hard HX4– Kalahating Matigas na HX6– Tatlong-Kapat na Matigas
HX8– Ganap na Matigas na HX9– Sobrang Hard

Mga Subdibisyon ng T Temper – Ginamot sa Thermal

T1- Natural na pinatanda pagkatapos lumamig mula sa proseso ng paghubog na may mataas na temperatura, tulad ng extruding.
T2- Ginagalaw nang malamig pagkatapos palamigin mula sa proseso ng paghubog na may mataas na temperatura at pagkatapos ay natural na pinatanda.
T3- Solusyong initin, hinaluan ng malamig na tubig, at natural na pinatanda.
T4- Ang solusyon ay pinainit at natural na pinatanda.
T5- Artipisyal na pinatanda pagkatapos palamigin mula sa proseso ng paghubog na may mataas na temperatura.
T6- Solusyong pinainit at artipisyal na pinatanda.
T7- Solusyong initin at pinatatag (pinatagal nang sobra).
T8- Solusyong initin, pinaghalo sa malamig na tubig, at artipisyal na pinatanda.
T9- Solusyong ginagamot sa init, artipisyal na pinatanda, at pinaghalo sa malamig na tubig.
T10- Ginamit sa malamig na proseso ng paghubog at pagkatapos ay artipisyal na pinatanda.

Ang mga karagdagang numero ay nagpapahiwatig ng pag-alis ng stress.
Mga Halimbawa:
TX51o TXX51– Nakakabawas ng stress sa pamamagitan ng pag-iinat.
TX52o TXX52– Nakakabawas ng stress sa pamamagitan ng pag-compress.

Mga Aluminum Alloy at ang Kanilang mga Katangian- Kung isasaalang-alang natin ang pitong serye ng mga wrought aluminum alloy, mauunawaan natin ang kanilang mga pagkakaiba at ang kanilang mga aplikasyon at katangian.

1xxx Series Alloys– (hindi maaaring i-heat treat – na may ultimate tensile strength na 10 hanggang 27 ksi) ang seryeng ito ay madalas na tinutukoy bilang purong serye ng aluminyo dahil kinakailangan nitong magkaroon ng 99.0% minimum na aluminyo. Ang mga ito ay maaaring i-weld. Gayunpaman, dahil sa kanilang makitid na saklaw ng pagkatunaw, nangangailangan sila ng ilang mga konsiderasyon upang makagawa ng mga katanggap-tanggap na pamamaraan ng hinang. Kapag isinasaalang-alang para sa paggawa, ang mga haluang metal na ito ay pangunahing pinipili dahil sa kanilang superior na resistensya sa kalawang tulad ng sa mga espesyal na tangke ng kemikal at tubo, 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 katangian at bihirang ituring para sa mga pangkalahatang aplikasyon sa istruktura. Ang mga base alloy na ito ay kadalasang hinang gamit ang katugmang filler material o may 4xxx filler alloys depende sa mga kinakailangan sa aplikasyon at pagganap.

2xxx Series Alloys– (maaaring gamutin sa init– na may ultimate tensile strength na 27 hanggang 62 ksi) ito ay mga aluminum / copper alloys (mga karagdagang tanso mula 0.7 hanggang 6.8%), at mga high strength, high performance alloys na kadalasang ginagamit para sa mga aplikasyon sa aerospace at sasakyang panghimpapawid. Mayroon silang mahusay na lakas sa malawak na hanay ng temperatura. Ang ilan sa mga alloy na ito ay itinuturing na hindi maaaring i-weld ng mga proseso ng arc welding dahil sa kanilang pagkamaramdamin sa hot cracking at stress corrosion cracking; gayunpaman, ang iba ay matagumpay na na-arc welded gamit ang mga tamang pamamaraan ng welding. Ang mga base material na ito ay kadalasang hinang gamit ang mga high strength 2xxx series filler alloys na idinisenyo upang tumugma sa kanilang performance, ngunit kung minsan ay maaaring i-weld gamit ang 4xxx series fillers na naglalaman ng silicon o silicon at copper, depende sa mga kinakailangan sa aplikasyon at serbisyo.

3xxx Series Alloys– (hindi maaaring i-heat treat – na may ultimate tensile strength na 16 hanggang 41 ksi) Ito ang mga aluminum / manganese alloys (mga karagdagan ng manganese mula 0.05 hanggang 1.8%) at may katamtamang lakas, may mahusay na resistensya sa kalawang, mahusay na kakayahang mabuo at angkop gamitin sa mataas na temperatura. Isa sa kanilang mga unang gamit ay ang mga kaldero at kawali, at ang mga ito ang pangunahing bahagi ngayon para sa mga heat exchanger sa mga sasakyan at mga planta ng kuryente. Gayunpaman, ang kanilang katamtamang lakas ay kadalasang humahadlang sa kanilang pagsasaalang-alang para sa mga aplikasyon sa istruktura. Ang mga base alloy na ito ay hinang gamit ang 1xxx, 4xxx at 5xxx series filler alloys, depende sa kanilang partikular na kemistri at partikular na mga kinakailangan sa aplikasyon at 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 (mga karagdagang silikon mula 0.6 hanggang 21.5%) at ang mga ito lamang ang serye na naglalaman ng parehong heat treatable at non-heat treatable alloys. Ang Silicon, kapag idinagdag sa aluminum, ay binabawasan ang melting point nito at pinapabuti ang fluidity nito kapag natunaw. Ang mga katangiang ito ay kanais-nais para sa mga filler material na ginagamit para sa parehong fusion welding at brazing. Dahil dito, ang seryeng ito ng mga alloy ay pangunahing matatagpuan bilang filler material. Ang Silicon, nang hiwalay sa aluminum, ay non-heat treatable; gayunpaman, ang ilan sa mga silicon alloy na ito ay idinisenyo upang magkaroon ng mga karagdagan ng magnesium o copper, na nagbibigay sa kanila ng kakayahang tumugon nang positibo sa solution heat treatment. Kadalasan, ang mga heat treatable filler alloy na ito ay ginagamit lamang kapag ang isang welded component ay sasailalim sa post weld thermal treatments.

5xxx Series Alloys– (hindi maaaring i-heat treat – na may ultimate tensile strength na 18 hanggang 51 ksi) Ito ang mga aluminum / magnesium alloy (mga karagdagan ng magnesium mula 0.2 hanggang 6.2%) at may pinakamataas na lakas sa mga non-heat treatable alloy. Bukod pa rito, ang serye ng alloy na ito ay madaling i-weld, at dahil sa mga kadahilanang ito, ginagamit ang mga ito para sa iba't ibang aplikasyon tulad ng paggawa ng barko, transportasyon, mga pressure vessel, mga tulay at mga gusali. Ang mga magnesium base alloy ay kadalasang hina-weld gamit ang mga filler alloy, na pinipili pagkatapos isaalang-alang ang nilalaman ng magnesium ng base material, at ang mga kondisyon ng aplikasyon at serbisyo ng hinang na bahagi. Ang mga alloy sa seryeng ito na may higit sa 3.0% magnesium ay hindi inirerekomenda para sa mataas na temperaturang serbisyo na higit sa 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 kadalasang matagumpay na hina-weld gamit ang 5xxx o 4xxx series filler alloys. Ang base alloy 5052 ay karaniwang kinikilala bilang ang base alloy na may pinakamataas na nilalaman ng magnesium na maaaring i-weld gamit ang isang 4xxx series filler alloy. Dahil sa mga problemang nauugnay sa eutectic melting at kaugnay na mahinang as-welded mechanical properties, hindi inirerekomenda na i-weld ang materyal sa seryeng ito ng alloy, na naglalaman ng mas mataas na dami ng magnesium gamit ang mga 4xxx series filler. Ang mga base material na may mas mataas na magnesium ay ihina-weld lamang gamit ang 5xxx filler alloys, na karaniwang tumutugma sa komposisyon ng base alloy.

Mga Haluang metal na Serye ng 6XXX– (maaaring gamutin sa init – na may ultimate tensile strength na 18 hanggang 58 ksi) Ito ang mga aluminum / magnesium - silicon alloys (mga karagdagan ng magnesium at silicon na humigit-kumulang 1.0%) at malawakang matatagpuan sa industriya ng paggawa ng hinang, pangunahing ginagamit sa anyo ng mga extrusion, at isinasama sa maraming bahagi ng istruktura. Ang pagdaragdag ng magnesium at silicon sa aluminum ay lumilikha ng isang compound ng magnesium-silicide, na nagbibigay sa materyal na ito ng kakayahang maging solusyon na ginagamot sa init para sa pinahusay na lakas. Ang mga haluang metal na ito ay natural na sensitibo sa solidification crack, at dahil dito, hindi sila dapat i-arc welding 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 magbigay ng dilution ng base material, sa gayon ay maiiwasan ang problema sa mainit na pagbitak. Ang mga ito ay hinang gamit ang parehong 4xxx at 5xxx filler materials, depende sa mga kinakailangan sa aplikasyon at serbisyo.

Mga Haluang metal na Serye ng 7XXX– (maaaring gamutin sa init – na may ultimate tensile strength na 32 hanggang 88 ksi) Ito ang mga aluminum / zinc alloy (mga karagdagan ng zinc mula 0.8 hanggang 12.0%) at binubuo ng ilan sa mga pinakamataas na lakas ng aluminum alloy. Ang mga alloy na ito ay kadalasang ginagamit sa mga aplikasyon na may mataas na pagganap tulad ng sasakyang panghimpapawid, aerospace, at mga kagamitang pang-isports na pang-kompetisyon. Tulad ng serye ng mga alloy na 2xxx, ang seryeng ito ay naglalaman ng mga alloy na itinuturing na hindi angkop na mga kandidato para sa arc welding, at iba pa, na kadalasang matagumpay na na-arc welded. Ang mga karaniwang na-welding na alloy sa seryeng ito, tulad ng 7005, ay pangunahing hinango gamit ang mga filler alloy na 5xxx series.

Buod- Ang mga haluang metal na aluminyo ngayon, kasama ang kanilang iba't ibang temper, ay binubuo ng malawak at maraming gamit na hanay ng mga materyales sa paggawa. Para sa pinakamainam na disenyo ng produkto at matagumpay na pagbuo ng mga pamamaraan ng hinang, mahalagang maunawaan ang mga pagkakaiba sa pagitan ng maraming haluang metal na magagamit at ang kanilang iba't ibang katangian ng pagganap at kakayahang magwelding. Kapag bumubuo ng mga pamamaraan ng arc welding para sa iba't ibang haluang metal na ito, dapat isaalang-alang ang partikular na haluang metal na hinangin. Madalas sabihin na ang arc welding ng aluminyo ay hindi mahirap, "magkakaiba lang ito". Naniniwala ako na ang 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.