Sabia que o alumínio contribui com 8 por cento da crosta terrestre? Não só este material faz parte do próprio solo em que estamos, mas também compõe muitas das coisas que nos rodeiam no nosso dia-a-dia.

Dentre seus muitos benefícios, o alumínio tem formabilidade, resistência, resistência à corrosão, peso leve, resistência, elasticidade e propriedades de absorção de energia. Por exemplo, na fabricação de semirreboques – uma aplicação em que o peso leve é importante – o revestimento de várias peças de alumínio em oposição ao aço macio pode reduzir significativamente o peso, como 1.000 libras para uma parede lateral, 187 libras para uma porta traseira, 60 libras para um teto de cabine, e 30 libras por roda.

Este material, no entanto, não está isento de desafios quando se trata de soldar. Devido à baixa temperatura de fusão do alumínio e alta condutividade térmica, você deve ter um cuidado extra para evitar queimaduras em bitolas finas e garantir a fusão ou penetração adequada em bitolas mais grossas.

Quando a aplicação exige alumínio, o material base da série 6XXX é uma escolha comum devido à sua versatilidade para muitas aplicações. Uma liga específica, 6061-T6, é freqüentemente usada em aplicações como construção naval, fabricação automotiva, e construção de reboques.

Então que tipo de metais de enchimento você deve usar com o alumínio da série 6XXX? A resposta é metais de enchimento da série 4XXX ou 5XXX. Mas tenha em mente que o uso final e os requisitos para a peça que você está soldando ainda são os fatores mais importantes.

Obstáculos Comuns Com Materiais de Base 6XXX

As propriedades mecânicas como material de base soldado da série 6XXX os tornam mais sensíveis a diferentes variáveis de soldagem, como entrada de calor e projeto de juntas, em comparação com os materiais da série 5XXX.

Por exemplo, os materiais de base da série 6XXX têm 30% mais condutividade térmica do que os metais de base da série 5XXX, tornando mais difícil a produção consistente de soldas de qualidade. A maior condutividade térmica das ligas 6XXX requer uma maior entrada de calor para obter a mesma penetração, o que por sua vez pode tornar o material mais propenso à distorção.

Usar tratamento térmico com metais base da série 6XXX é uma forma de abordar alguns dos desafios do material. Quando os materiais de base 6XXX são soldados, a microestrutura da zona afetada pelo calor (HAZ) é degradada e as propriedades mecânicas podem ser reduzidas em 30 a 50 por cento. Se o material era uma têmpera T6 antes da soldagem, ele pode ser tratado com solução de calor e envelhecido após a soldagem, o que o restauraria a uma têmpera T6.

Também, é importante remover a camada de óxido antes de soldar qualquer tipo de alumínio, incluindo a série 6XXX. Utilizar uma escova de aço inoxidável designada para esta única finalidade. Caso contrário, a entrada de calor necessária para penetrar a camada de óxido durante a soldagem pode queimar através do material de base.

Selecionar o metal de enchimento correto

Quando você estiver selecionando um metal de enchimento para alumínio série 6XXX, é fundamental entender como a solda acabada será utilizada. O resultado desejado influencia a escolha. Será que ele será exposto a temperaturas elevadas sustentadas? A resistência, a ductilidade e a tenacidade são requisitos-chave? Determine quais propriedades são mais importantes para a solda completa e selecione o metal de enchimento de acordo com essas prioridades.

Existe um “dar e receber” ao escolher os metais de enchimento – certos metais de enchimento fornecem propriedades específicas na solda final, tais como alta resistência, resistência à rachadura, ou a capacidade de ser anodizado. Um metal de enchimento da série 4XXX, por exemplo, elimina a capacidade de combinação de cores após a anodização do material, mas permite que você trate a solda com calor. Por outro lado, um metal de enchimento da série 5XXX permite a correspondência de cores após a anodização, mas não permite o tratamento térmico pós-soldagem (com exceção do 5554).

Os metais de enchimento das séries 4XXX e 5XXX são mais comumente usados para soldar alumínio da série 6XXX. Consulte uma tabela ou guia de seleção de metal de enchimento de alumínio ao fazer a escolha para determinar como a sua seleção de metal de enchimento pode afetar o seguinte:

• Sensibilidade de quebra
• Força
• Ductilidade
• Resistência à corrosão
• Elevado…serviço de temperatura
• Fósforo de cor após anodização
• Tratamento térmico pós-soldadura
• Resistência

4XXX Series Filler Metals. Ao selecionar um metal de enchimento da série 4XXX para uso com alumínio 6XXX, 4043 e 4943 são as escolhas mais populares.

4043 metal de enchimento tem vários benefícios como excelente resistência à rachadura e corrosão, sua capacidade de tolerar tratamento térmico pós-soldagem, seu desempenho em aplicações a altas temperaturas de 150 a 350 graus F, e ductilidade. No entanto, 4043 não combina tão bem com as cargas 5XXX quando a peça é anodizada após a soldagem, e sua resistência é menor do que a dos metais de carga 5XXX.

4943 o metal de enchimento tem muitas das mesmas características do 4043, mas responde melhor ao tratamento térmico. O magnésio adicionado no metal de enchimento 4943 também proporciona maior resistência repetível sem depender da diluição do material base para criar uma solda sólida.

O processo de diluição – em que os elementos no material base se combinam com os do metal de enchimento – influencia a composição química final e as propriedades mecânicas de uma solda de alumínio, incluindo a resistência. Enquanto você pode estimar a diluição e a resistência da solda resultante, numerosas variáveis do operador, tais como ângulo da tocha, velocidade de deslocamento e amperagem, afetam a profundidade de penetração, o que, por sua vez, afeta a diluição. Como resultado, você pode nem sempre obter a diluição estimada de acordo com os seus cálculos. Usando 4943 metais de preenchimento pode tirar as conjecturas da questão da resistência.

Com o metal de enchimento 4943 você pode produzir uma solda com resistência à tração aproximadamente 25% maior e resistência ao cisalhamento na condição de soldada. Este metal de enchimento usa a mesma tensão e velocidade de alimentação de fio que o 4043. Ele tem alta fluidez, baixa taxa de contração e menor fumaça de solda em comparação com o 4043. Ele também pode ser usado para soldar materiais de base 1XXX, 3XXX e 5XXX com menos de 3% de magnésio (como 5052), bem como metais de base 6XXX.

Em geral, os metais de enchimento da série 4XXX produzem menos descoloração e sujidade da solda em comparação com os metais de enchimento da série 5XXX, o que pode ajudar a reduzir o tempo e o dinheiro que você gastaria na limpeza pós-soldagem.

5XXX Series Filler Metals. Há inúmeras opções de metais de enchimento 5XXX que você pode usar para soldar 6XXX material de base de alumínio. Duas opções comuns são 5356 e 5556.

Quando soldamos a série 6XXX, a massa de metal 5356 oferece boa resistência e resistência à rachadura, excelente ductilidade, resistência à corrosão aceitável, excelente capacidade de correspondência de cor após anodização e excelente tenacidade. Note que estes metais de enchimento não podem suportar tratamento térmico pós-soldagem ou aplicações a altas temperaturas (150-350 graus).

5556 Os metais de enchimento têm resistência à fissuração, ductilidade e resistência à corrosão semelhantes a 5356, mas também oferecem uma resistência ainda maior. Como as ligas 5356, os metais de enchimento 5556 não toleram aplicações a altas temperaturas ou tratamento térmico pós-soldagem, mas combinam bem com a cor após a anodização.

Outro metal de enchimento da série 5XXX-5554-é o único metal de enchimento da série 5XXX que pode tolerar aplicações a altas temperaturas e tratamento térmico pós-soldagem, mas não é tão amplamente utilizado.

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Encontrar a melhor combinação

Ao escolher um metal de enchimento para alumínio, você verá que não existe uma solução única para todos os tamanhos. As condições operacionais e o uso final da peça soldada são fatores críticos para fazer a escolha certa.

Consulte com um fabricante ou distribuidor de metal de enchimento confiável para suporte e para determinar qual classificação de metal de enchimento é a melhor opção.

Embora um metal de enchimento possa proporcionar maior resistência ou tenacidade, outro pode proporcionar melhor resistência à corrosão ou ductilidade. O objetivo é escolher uma liga de alumínio que produza uma solda mais capaz de atender às exigências do produto e do uso pretendido.