Víte, že hliník tvoří 8 procent zemské kůry? Nejenže je tento materiál součástí samotné země, na které stojíme, ale tvoří také mnoho věcí, které nás obklopují v našem každodenním životě.

Mezi mnoha výhodami hliníku patří jeho tvarovatelnost, houževnatost, odolnost proti korozi, nízká hmotnost, pevnost, pružnost a schopnost absorbovat energii. Například při výrobě návěsů – což je aplikace, ve které je důležitá nízká hmotnost – může výroba různých dílů z hliníku na rozdíl od měkké oceli výrazně snížit hmotnost, například 1 000 liber na boční stěnu, 187 liber na zadní dveře, 60 liber na střechu kabiny a 30 liber na kolo.

Tento materiál však není bez problémů, pokud jde o svařování. Vzhledem k nízké teplotě tání hliníku a jeho vysoké tepelné vodivosti musíte dbát zvýšené opatrnosti, abyste zabránili propálení u tenkých rozměrů a zajistili dostatečné natavení nebo provaření u silnějších rozměrů.

Pokud aplikace vyžaduje hliník, je základní materiál řady 6XXX běžnou volbou díky své univerzálnosti pro mnoho aplikací. Jedna konkrétní slitina, 6061-T6, se často používá v aplikacích, jako je stavba lodí, výroba automobilů a konstrukce přívěsů.

Jaký typ výplňových kovů byste tedy měli používat s hliníkem řady 6XXX? Odpověď zní: buď výplňové kovy řady 4XXX, nebo 5XXX. Mějte však na paměti, že nejdůležitějším faktorem je stále konečné použití a požadavky na svařovaný díl.

Obvyklé překážky u základních materiálů řady 6XXX

Mechanické vlastnosti základních materiálů řady 6XXX při svařování způsobují, že jsou ve srovnání s materiály řady 5XXX citlivější na různé proměnné při svařování, jako je příkon tepla a provedení spoje.

Například základní materiály řady 6XXX mají o 30 procent vyšší tepelnou vodivost než základní kovy řady 5XXX, což ztěžuje konzistentní výrobu kvalitních svarů. Vyšší tepelná vodivost slitin řady 6XXX vyžaduje vyšší příkon tepla k dosažení stejného průvaru, což zase může způsobit větší náchylnost materiálu k deformaci.

Použití tepelného zpracování u základních kovů řady 6XXX je jedním ze způsobů, jak řešit některé problémy tohoto materiálu. Při svařování základních materiálů 6XXX dochází ke zhoršení mikrostruktury tepelně ovlivněné zóny (HAZ) a mechanické vlastnosti se mohou snížit o 30 až 50 procent. Pokud měl materiál před svařováním temperaci T6, lze jej po svařování tepelně upravit roztokem a zestárnout, čímž se obnoví jeho temperace na T6.

Také je důležité odstranit vrstvu oxidu před svařováním jakéhokoli typu hliníku, včetně řady 6XXX. Použijte kartáč z nerezové oceli určený výhradně k tomuto účelu. V opačném případě může tepelný příkon potřebný k proniknutí vrstvy oxidu během svařování propálit základní materiál.

Výběr správného přídavného kovu

Při výběru přídavného kovu pro hliník řady 6XXX je velmi důležité pochopit, jak bude hotový svar použit. Požadovaný výsledek ovlivňuje výběr. Bude vystaven trvalému působení zvýšených teplot? Jsou klíčovými požadavky pevnost, tažnost a houževnatost? Určete, které vlastnosti jsou pro hotový svar nejdůležitější, a podle těchto priorit vyberte přídavný kov.

Při výběru přídavných kovů dochází k ústupkům – některé přídavné kovy poskytují specifické vlastnosti konečného svaru, jako je vysoká pevnost, odolnost proti praskání nebo možnost eloxování. Například přídavný kov řady 4XXX eliminuje možnost barevné shody po eloxování materiálu, ale umožňuje tepelné zpracování svaru. Naopak přídavný kov řady 5XXX umožňuje barevnou shodu po eloxování, ale neumožňuje tepelné zpracování po svařování (s výjimkou 5554).

Přídavné kovy řady 4XXX a 5XXX se nejčastěji používají ke svařování hliníku řady 6XXX. Při výběru si prostudujte tabulku nebo průvodce výběrem přídavného kovu pro hliník, abyste zjistili, jak může výběr přídavného kovu ovlivnit následující skutečnosti:

• Citlivost na praskání
• Pevnost
• Tažnost
• Odolnost proti korozi
• Zvýšená-teplotní provoz
• Barevná shoda po eloxování
• Tepelné zpracování po svařování
• Tvrdost

Přídavné kovy řady 4XXX. Při výběru přídavného kovu řady 4XXX pro použití s hliníkem 6XXX jsou nejoblíbenějšími volbami 4043 a 4943.

4043 přídavný kov má několik výhod, jako je vynikající odolnost proti trhlinám a korozi, jeho schopnost snášet tepelné zpracování po svařování, jeho výkon při vysokých teplotách 150 až 350 °C a tažnost. 4043 se však při eloxování dílu po svařování neliší barevně tak dobře jako plniva 5XXX a jeho pevnost je nižší než pevnost přídavných kovů 5XXX.

4943 přídavný kov má mnoho stejných vlastností jako 4043, ale lépe reaguje na tepelné zpracování. Přidaný hořčík v přídavném kovu 4943 také zajišťuje vyšší opakovatelnou pevnost bez závislosti na ředění základního materiálu pro vytvoření zdravého svaru.

Proces ředění – při kterém se prvky v základním materiálu kombinují s prvky v přídavném kovu – ovlivňuje konečné chemické složení a mechanické vlastnosti hliníkového svaru, včetně pevnosti. Zatímco ředění a výslednou pevnost svaru můžete odhadnout, řada proměnných obsluhy, jako je úhel hořáku, rychlost pojezdu a intenzita proudu, ovlivňuje hloubku penetrace, která zase ovlivňuje ředění. V důsledku toho nemusíte vždy získat odhadované ředění podle vašich výpočtů. Použití přídavných kovů 4943 vás může zbavit dohadů v otázce pevnosti.

S přídavným kovem 4943 můžete vyrobit svar s přibližně o 25 % vyšší pevností v tahu a ve smyku ve stavu po svaření. Tento přídavný kov používá stejné napětí a rychlost posuvu drátu jako 4043. Ve srovnání s 4043 má vysokou tekutost, nízkou míru smrštění a nižší množství svarového dýmu. Lze jej také použít ke svařování základních materiálů 1XXX, 3XXX a 5XXX s méně než 3 % hořčíku (např. 5052), jakož i základních kovů 6XXX.

Obecně platí, že přídavné kovy řady 4XXX vytvářejí méně zabarvení svaru a smogu ve srovnání s přídavnými kovy řady 5XXX, což může pomoci snížit čas a peníze, které byste vynaložili na čištění po svařování.

Přídavné kovy řady 5XXX. Existuje mnoho možností přídavných kovů řady 5XXX, které můžete použít ke svařování hliníkového základního materiálu řady 6XXX. Dvě běžné možnosti jsou 5356 a 5556.

Při svařování řady 6XXX nabízí přídavný kov 5356 dobrou odolnost proti praskání a pevnost, vynikající tažnost, přijatelnou odolnost proti korozi, vynikající schopnost barevné shody po eloxování a vynikající houževnatost. Upozorňujeme, že tyto přídavné kovy nezvládnou tepelné zpracování po svařování nebo použití při vysokých teplotách (150-350 stupňů).

5556 Přídavné kovy mají podobnou odolnost proti praskání, tažnost a odolnost proti korozi jako 5356, ale nabízejí také ještě vyšší pevnost. Stejně jako slitiny 5356 nesnášejí přídavné kovy 5556 použití při vysokých teplotách nebo tepelné zpracování po svařování, ale po eloxování se dobře barevně přizpůsobují.

Další přídavný kov řady 5XXX – 5554 – je jediným přídavným kovem řady 5XXX, který snáší vysokoteplotní aplikace a tepelné zpracování po svařování, ale není tak široce používán.

Nalezení nejlepšího řešení

Při výběru přídavného kovu pro hliník zjistíte, že neexistuje univerzální řešení. Rozhodujícími faktory pro správnou volbu jsou provozní podmínky a konečné použití svařovaného dílu.

Poraďte se s důvěryhodným výrobcem přídavného kovu nebo distributorem svařovacích materiálů, abyste získali podporu a určili, která klasifikace přídavného kovu je nejlepší volbou.

Když jeden přídavný kov může poskytovat vyšší pevnost nebo houževnatost, jiný může poskytovat lepší odolnost proti korozi nebo tažnost. Cílem je vybrat takovou hliníkovou slitinu, která vytvoří svar nejlépe vyhovující požadavkům výrobku a jeho zamýšlenému použití.