Vet du att aluminium bidrar till 8 procent av jordskorpan? Detta material är inte bara en del av själva marken vi står på, utan det utgör också många av de saker som omger oss i vår vardag.

Av sina många fördelar har aluminium formbarhet, seghet, korrosionsbeständighet, låg vikt, styrka, elasticitet och energiabsorberande egenskaper. Vid tillverkning av släpvagnar – en tillämpning där det är viktigt med låg vikt – kan man t.ex. genom att tillverka olika delar av aluminium i stället för mjukt stål minska vikten avsevärt, t.ex. med 1 000 pund för en sidovägg, 187 pund för en bakdörr, 60 pund för ett hytttak och 30 pund per hjul.

Detta material är dock inte utan utmaningar när det gäller svetsning. På grund av aluminiumets låga smälttemperatur och höga värmeledningsförmåga måste du vara extra försiktig för att förhindra genombränning på tunna mått och för att säkerställa adekvat fusion eller penetration på tjockare mått.

När applikationen kräver aluminium är basmaterialet i 6XXX-serien ett vanligt val på grund av dess mångsidighet för många tillämpningar. En specifik legering, 6061-T6, används ofta i tillämpningar som skeppsbyggnad, biltillverkning och släpvagnskonstruktion.

Så vilken typ av fyllnadsmaterial bör man använda med aluminium i 6XXX-serien? Svaret är antingen 4XXX- eller 5XXX-seriens fyllnadsmetaller. Men kom ihåg att den slutliga användningen och kraven för den del du svetsar fortfarande är de viktigaste faktorerna.

Gemensamma hinder med 6XXX basmaterial

De mekaniska egenskaperna i svetsat skick hos basmaterial i 6XXX-serien gör dem känsligare för olika svetsvariabler, t.ex. värmetillförsel och fogutformning, jämfört med material i 5XXX-serien.

Basmaterial i 6XXX-serien har till exempel 30 procent högre värmeledningsförmåga än basmetaller i 5XXX-serien, vilket gör det svårare att producera kvalitetssvetsar på ett konsekvent sätt. Den högre värmeledningsförmågan hos 6XXX-legeringar kräver en högre värmetillförsel för att få samma penetrering, vilket i sin tur kan göra materialet mer benäget för distorsion.

Användning av värmebehandling med basmetaller i 6XXX-serien är ett sätt att ta itu med några av materialets utmaningar. När 6XXX-basmaterial svetsas försämras mikrostrukturen i den värmepåverkade zonen (HAZ) och de mekaniska egenskaperna kan minska med 30 till 50 procent. Om materialet hade en T6-temperatur före svetsningen kan det lösningsvärmebehandlas och åldras efter svetsningen, vilket skulle återställa det till en T6-temperatur.

Det är också viktigt att avlägsna oxidskiktet före svetsning av alla typer av aluminium, inklusive 6XXX-serien. Använd en borste av rostfritt stål som är avsedd enbart för detta ändamål. Annars kan den värmetillförsel som krävs för att tränga igenom oxidskiktet vid svetsning bränna igenom grundmaterialet.

Välja rätt tillsatsmetall

När du väljer en tillsatsmetall för aluminium i 6XXX-serien är det viktigt att förstå hur den färdiga svetsen kommer att användas. Det önskade resultatet påverkar valet. Kommer den att utsättas för ihållande förhöjda temperaturer? Är styrka, duktilitet och seghet viktiga krav? Bestäm vilka egenskaper som är viktigast för den färdiga svetsen och välj tillsatsmetall enligt dessa prioriteringar.

Det finns ett givande och tagande när man väljer tillsatsmetaller – vissa tillsatsmetaller ger specifika egenskaper i den färdiga svetsen, t.ex. hög hållfasthet, sprickbeständighet eller förmågan att anodiseras. En tillsatsmetall i 4XXX-serien eliminerar till exempel möjligheten till färgmatchning efter anodisering av materialet, men gör det möjligt att värmebehandla svetsen. Omvänt tillåter en tillsatsmetall i 5XXX-serien färgmatchning efter anodisering, men den tillåter inte värmebehandling efter svetsning (med undantag för 5554).

Sammansättningsmetaller i serierna 4XXX och 5XXX används oftast för att svetsa aluminium i serien 6XXX. Rådfråga ett diagram eller en guide för val av tillsatsmetall för aluminium när du gör valet för att avgöra hur ditt val av tillsatsmetall kan påverka följande:

• Känslighet för sprickbildning
• Styrka
• Duktilitet
• Korrosionsbeständighet
• Elevad-temperatur
• Färgmatchning efter anodisering
• Värmebehandling efter svetsning
• Tålighet

4XXX Series Filler Metals. När man väljer en tillsatsmetall i 4XXX-serien för användning med 6XXX-aluminium är 4043 och 4943 de mest populära valen.

4043 tillsatsmetall har flera fördelar såsom utmärkt sprick- och korrosionsbeständighet, dess förmåga att tolerera värmebehandling efter svetsning, dess prestanda i högtemperaturtillämpningar på 150 till 350 grader F och duktilitet. 4043 matchar dock inte färgmässigt lika bra som 5XXX-fyllmedel när detaljen anodiseras efter svetsning, och dess hållfasthet är lägre än för 5XXX-fyllmedel.

4943 tillsatsmetall har många av samma egenskaper som 4043, men reagerar bättre på värmebehandling. Det tillsatta magnesiumet i 4943 tillsatsmetall ger också högre repeterbar hållfasthet utan att förlita sig på utspädning av basmaterialet för att skapa en sund svets.

Utspädningsprocessen – där element i basmaterialet kombineras med element i tillsatsmetallen – påverkar en aluminiumsvets slutliga kemiska sammansättning och mekaniska egenskaper, inklusive hållfasthet. Du kan uppskatta utspädningen och den resulterande svetsstyrkan, men många operatörsvariabler, t.ex. brännvinkel, körhastighet och strömstyrka, påverkar penetrationsdjupet, vilket i sin tur påverkar utspädningen. Därför kan det hända att du inte alltid får den uppskattade utspädningen enligt dina beräkningar. Genom att använda 4943 tillsatsmetaller kan man ta bort alla gissningar i fråga om hållfasthet.

Med 4943 tillsatsmetall kan du producera en svets med cirka 25 procent högre draghållfasthet och skjuvhållfasthet i svetsat tillstånd. Denna tillsatsmetall använder samma spänning och trådmatningshastighet som 4043. Den har hög flytbarhet, låg krympningshastighet och lägre svetsrök jämfört med 4043. Den kan också användas för att svetsa 1XXX, 3XXX och 5XXX basmaterial med mindre än 3 procent magnesium (t.ex. 5052) samt 6XXX basmetaller.

I allmänhet ger tillsatsmetaller i 4XXX-serien mindre svetsmissfärgning och smuts jämfört med tillsatsmetaller i 5XXX-serien, vilket kan bidra till att minska den tid och de pengar som du skulle spendera på rengöring efter svetsning.

Sammansättningsmetaller i 5XXX-serien. Det finns många alternativ för tillsatsmetaller i 5XXX-serien som du kan använda för att svetsa basmaterial av aluminium i 6XXX-serien. Två vanliga val är 5356 och 5556.

När man svetsar 6XXX-serien erbjuder tillsatsmetallen 5356 god sprickbeständighet och styrka, utmärkt duktilitet, godtagbar korrosionsbeständighet, utmärkt färgmatchningsförmåga efter anodisering och utmärkt seghet. Observera att dessa tillsatsmetaller inte klarar värmebehandling efter svetsning eller tillämpningar vid höga temperaturer (150-350 grader).

5556 tillsatsmetaller har liknande sprickbeständighet, duktilitet och korrosionsbeständighet som 5356, men de har också en ännu högre hållfasthet. Liksom 5356-legeringar kan 5556 tillsatsmetaller inte tolerera högtemperaturtillämpningar eller värmebehandling efter svetsning, men de passar bra i färg efter anodisering.

En annan fyllnadsmetall i 5XXX-serien, 5554, är den enda fyllnadsmetall i 5XXX-serien som tål höga temperaturer och värmebehandling efter svetsning, men den används inte i lika stor utsträckning.

Finns den bästa matchningen

Vid val av tillsatsmetall för aluminium kommer du att upptäcka att det inte finns någon universallösning. Driftsförhållandena och den svetsade delens slutliga användning är kritiska faktorer för att göra rätt val.

Konsultera en betrodd tillverkare av tillsatsmetaller eller svetsdistributör för att få stöd och för att avgöra vilken klassificering av tillsatsmetaller som är det bästa alternativet.

En tillsatsmetall kan ge högre hållfasthet eller seghet, medan en annan kan ge bättre korrosionsbeständighet eller duktilitet. Målet är att välja en aluminiumlegering som ger en svets som bäst kan uppfylla kraven för produkten och dess avsedda användning.