Wussten Sie, dass Aluminium 8 % der Erdkruste ausmacht? Dieses Material ist nicht nur Teil des Bodens, auf dem wir stehen, sondern es besteht auch aus vielen Dingen, die uns im Alltag umgeben.

Zu den vielen Vorteilen von Aluminium gehören seine Formbarkeit, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, sein geringes Gewicht, seine Festigkeit, Elastizität und Energieabsorptionsfähigkeit. Bei der Herstellung von Sattelanhängern – einer Anwendung, bei der geringes Gewicht wichtig ist – kann die Herstellung verschiedener Teile aus Aluminium im Gegensatz zu Baustahl das Gewicht erheblich reduzieren, z. B. 1.000 Pfund für eine Seitenwand, 187 Pfund für eine Hecktür, 60 Pfund für ein Fahrerhausdach und 30 Pfund pro Rad.

Dieses Material ist jedoch nicht ganz unproblematisch, wenn es um das Schweißen geht. Aufgrund der niedrigen Schmelztemperatur und der hohen Wärmeleitfähigkeit von Aluminium müssen Sie besonders vorsichtig sein, um ein Durchbrennen bei dünnen Blechen zu verhindern und eine ausreichende Verschmelzung oder Durchdringung bei dickeren Blechen zu gewährleisten.

Wenn die Anwendung Aluminium erfordert, ist das Basismaterial der Serie 6XXX aufgrund seiner Vielseitigkeit für viele Anwendungen eine gängige Wahl. Eine bestimmte Legierung, 6061-T6, wird häufig in Anwendungen wie dem Schiffbau, der Automobilherstellung und dem Anhängerbau verwendet.

Welche Art von Schweißzusatzwerkstoff sollte man also für Aluminium der Serie 6XXX verwenden? Die Antwort lautet: entweder Schweißzusatzwerkstoffe der Serien 4XXX oder 5XXX. Denken Sie aber daran, dass die endgültige Verwendung und die Anforderungen an das zu schweißende Teil immer noch die wichtigsten Faktoren sind.

Gebräuchliche Hindernisse bei 6XXX-Basiswerkstoffen

Die mechanischen Eigenschaften von Basiswerkstoffen der Serie 6XXX im geschweißten Zustand machen sie im Vergleich zu Werkstoffen der Serie 5XXX empfindlicher gegenüber verschiedenen Schweißvariablen, wie z. B. der Wärmezufuhr und dem Verbindungsdesign.

Die Grundwerkstoffe der Serie 6XXX haben beispielsweise eine um 30 % höhere Wärmeleitfähigkeit als die Grundwerkstoffe der Serie 5XXX, so dass es schwieriger ist, gleichbleibend gute Schweißnähte zu erzeugen. Die höhere Wärmeleitfähigkeit von 6XXX-Legierungen erfordert eine höhere Wärmezufuhr, um die gleiche Eindringtiefe zu erzielen, was wiederum dazu führen kann, dass das Material anfälliger für Verzug ist.

Die Wärmebehandlung von Grundmetallen der Serie 6XXX ist eine Möglichkeit, einige der Probleme des Materials zu lösen. Wenn 6XXX-Basiswerkstoffe geschweißt werden, verschlechtert sich die Mikrostruktur der Wärmeeinflusszone (WEZ), und die mechanischen Eigenschaften können sich um 30 bis 50 Prozent verringern. Wenn der Werkstoff vor dem Schweißen einen T6-Zustand hatte, kann er nach dem Schweißen lösungsgeglüht und gealtert werden, wodurch er wieder einen T6-Zustand erhält.

Außerdem ist es wichtig, die Oxidschicht vor dem Schweißen jeder Art von Aluminium, einschließlich der Serie 6XXX, zu entfernen. Verwenden Sie eine Edelstahlbürste, die nur für diesen Zweck bestimmt ist. Andernfalls kann die Wärmezufuhr, die erforderlich ist, um die Oxidschicht beim Schweißen zu durchdringen, das Grundmaterial durchbrennen.

Auswahl des richtigen Schweißzusatzwerkstoffs

Bei der Auswahl eines Schweißzusatzwerkstoffs für Aluminium der Serie 6XXX ist es wichtig zu wissen, wie die fertige Schweißnaht verwendet wird. Das gewünschte Ergebnis beeinflusst die Wahl. Wird sie dauerhaft hohen Temperaturen ausgesetzt sein? Sind Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit wichtige Anforderungen? Bestimmen Sie, welche Eigenschaften für die fertige Schweißnaht am wichtigsten sind, und wählen Sie den Schweißzusatzwerkstoff nach diesen Prioritäten aus.

Bei der Wahl der Schweißzusatzwerkstoffe gibt es ein Geben und Nehmen: Bestimmte Schweißzusatzwerkstoffe bieten bestimmte Eigenschaften für die fertige Schweißnaht, z. B. hohe Festigkeit, Rissbeständigkeit oder Eloxierbarkeit. Bei einem Schweißzusatz der Serie 4XXX ist beispielsweise eine Farbanpassung nach dem Eloxieren des Materials nicht möglich, aber die Schweißnaht kann wärmebehandelt werden. Umgekehrt ermöglicht ein Schweißzusatz der Serie 5XXX eine Farbanpassung nach dem Eloxieren, aber keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen (mit Ausnahme von 5554).

Zusatzwerkstoffe der Serien 4XXX und 5XXX werden am häufigsten zum Schweißen von Aluminium der Serie 6XXX verwendet. Ziehen Sie bei der Wahl des Schweißzusatzes eine Tabelle oder einen Leitfaden zu Rate, um festzustellen, wie sich die Wahl des Schweißzusatzes auf die folgenden Punkte auswirken kann:

• Rissempfindlichkeit
• Festigkeit
• Duktilität
• Korrosionsbeständigkeit
• Erhöhte-Temperaturbeständigkeit
• Farbübereinstimmung nach dem Eloxieren
• Wärmebehandlung nach dem Schweißen
• Zähigkeit

4XXX Serie Schweißzusatzwerkstoffe. Bei der Auswahl eines Schweißzusatzwerkstoffs der Serie 4XXX für die Verwendung mit 6XXX-Aluminium sind 4043 und 4943 die beliebteste Wahl.

4043 hat mehrere Vorteile, wie z. B. eine ausgezeichnete Riss- und Korrosionsbeständigkeit, seine Fähigkeit, eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen zu vertragen, seine Leistung bei Hochtemperaturanwendungen von 150 bis 350 Grad F und seine Duktilität. Allerdings passt sich 4043 farblich nicht so gut an wie die 5XXX-Zusatzwerkstoffe, wenn das Teil nach dem Schweißen eloxiert wird, und seine Festigkeit ist geringer als die der 5XXX-Zusatzwerkstoffe.

Der Schweißzusatzwerkstoff 4943 hat viele der gleichen Eigenschaften wie 4043, reagiert aber besser auf die Wärmebehandlung. Das zugesetzte Magnesium im 4943-Zusatzwerkstoff bietet auch eine höhere, wiederholbare Festigkeit, ohne dass eine Verdünnung des Grundwerkstoffs erforderlich ist, um eine solide Schweißnaht zu erzeugen.

Der Verdünnungsprozess – bei dem sich Elemente im Grundwerkstoff mit denen im Zusatzwerkstoff verbinden – beeinflusst die endgültige chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften einer Aluminiumschweißnaht, einschließlich der Festigkeit. Die Verdünnung und die daraus resultierende Festigkeit der Schweißnaht lassen sich zwar abschätzen, doch zahlreiche Variablen des Bedieners, wie Brennerwinkel, Fahrgeschwindigkeit und Stromstärke, wirken sich auf die Eindringtiefe aus, was wiederum die Verdünnung beeinflusst. Infolgedessen erhalten Sie nicht immer die geschätzte Verdünnung gemäß Ihren Berechnungen. Die Verwendung von 4943-Zusatzwerkstoffen kann das Rätselraten bei der Frage der Festigkeit beseitigen.

Mit dem Schweißzusatzwerkstoff 4943 können Sie eine Schweißnaht mit einer etwa 25 % höheren Zug- und Scherfestigkeit im geschweißten Zustand erzeugen. Dieser Schweißzusatzwerkstoff verwendet die gleiche Spannung und Drahtvorschubgeschwindigkeit wie 4043. Er hat eine hohe Fließfähigkeit, eine niedrige Schrumpfungsrate und eine geringere Schweißrauchentwicklung im Vergleich zu 4043. Er kann auch zum Schweißen von 1XXX-, 3XXX- und 5XXX-Grundwerkstoffen mit weniger als 3 Prozent Magnesium (wie 5052) sowie von 6XXX-Grundwerkstoffen verwendet werden.

Im Allgemeinen erzeugen Schweißzusatzwerkstoffe der Serie 4XXX im Vergleich zu Schweißzusatzwerkstoffen der Serie 5XXX weniger Schweißverfärbungen und -verschmutzungen, was dazu beitragen kann, den Zeit- und Kostenaufwand für die Reinigung nach dem Schweißen zu verringern.

Schweißzusatzwerkstoffe der Serie 5XXX. Es gibt zahlreiche 5XXX-Zusatzwerkstoffe, die Sie zum Schweißen von 6XXX-Aluminiumgrundwerkstoffen verwenden können. Zwei gängige Optionen sind 5356 und 5556.

Beim Schweißen der Serie 6XXX bietet der Schweißzusatzwerkstoff 5356 eine gute Rissbeständigkeit und Festigkeit, eine ausgezeichnete Duktilität, eine akzeptable Korrosionsbeständigkeit, eine hervorragende Farbanpassung nach dem Eloxieren und eine ausgezeichnete Zähigkeit. Beachten Sie, dass diese Zusatzwerkstoffe nicht für eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen oder für Hochtemperaturanwendungen (150-350 Grad) geeignet sind.

5556 Schweißzusatzwerkstoffe haben eine ähnliche Rissbeständigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit wie 5356, bieten aber eine noch höhere Festigkeit. Wie 5356-Legierungen vertragen 5556-Zusatzwerkstoffe keine Hochtemperaturanwendungen oder Wärmebehandlung nach dem Schweißen, aber sie passen sich nach dem Eloxieren farblich gut an.

Ein weiterer Schweißzusatz der Serie 5XXX – 5554 – ist der einzige Schweißzusatz der Serie 5XXX, der Hochtemperaturanwendungen und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen verträgt, aber er wird nicht so häufig verwendet.

Die beste Lösung finden

Bei der Auswahl eines Schweißzusatzes für Aluminium gibt es keine Einheitslösung. Die Betriebsbedingungen und die endgültige Verwendung des geschweißten Teils sind entscheidende Faktoren für die richtige Wahl.

Wenden Sie sich an einen vertrauenswürdigen Schweißzusatzwerkstoffhersteller oder -händler, um Unterstützung zu erhalten und zu ermitteln, welche Klassifizierung des Schweißzusatzwerkstoffs die beste Option ist.

Während ein Schweißzusatzwerkstoff eine höhere Festigkeit oder Zähigkeit bieten kann, kann ein anderer eine bessere Korrosionsbeständigkeit oder Dehnbarkeit aufweisen. Ziel ist es, eine Aluminiumlegierung zu wählen, die eine Schweißnaht erzeugt, die den Anforderungen des Produkts und seiner beabsichtigten Verwendung am besten gerecht wird.