Heißrissbildung beim Schweißen von Aluminiumlegierungen

Für Metalllegierungen sind mehrere Rissmechanismen bekannt.. Zum Glück, zu Aluminiumlegierungen, viele davon, z.B, Wasserstoffstreuung, was auch als "kaltes Knacken" bezeichnet wird, nicht bewerben. Fast alle Risse in Schweißnähten Lichtbogenschweißen von Aluminiumlegierungen durch Heißrisse. Nämlich: Risse entstehen in der Schweißnaht während ihrer Erstarrung als Folge des Einflusses von Schrumpfspannungen auf ihre Mikrostruktur.

Einfluss der chemischen Zusammensetzung von Aluminium

Verstehen, warum Aluminiumschweißnähte reißen und wie sich die Wahl der Schweißlegierung (Schweißdraht) auf die Rissneigung auswirkt, sehr hilfreich, sich das Bild anzusehen.Diese Figur zeigt die Wirkung von vier verschiedenen Legierungszusätzen. – Und, Cu und Mg, sowie Mg und Si als Mg₂Si - auf die Neigung der Aluminiumlegierung, während der Erstarrung Heißrisse zu bilden. Es ist wichtig zu beachten, dass alle Legierungszusätze die Rissanfälligkeit in ähnlicher Weise beeinflussen. Mit zunehmender Konzentration des Additivs nimmt die Rissneigung zu., ein Maximum erreicht und dann auf ein relativ niedriges Niveau abfällt.

Die meisten Aluminiumlegierungen, die ohne Schweißdraht als nicht schweißbar gelten, mindestens einen Legierungszusatz in der chemischen Zusammensetzung mit einer Konzentration nahe dem Peak der Rissneigung aufweisen. Legierungen, die wenig Rissneigung zeigen, stellt sich heraus, eine chemische Zusammensetzung haben, die weit von diesen Gipfeln entfernt ist. diese Art von Korrosion wird als „Lochkorrosion“ bezeichnet, Die Rissneigung von Legierungen hängt hauptsächlich nur von ihrer chemischen Zusammensetzung ab.

Auswahl des Schweißmaterials

Ebenso hängt die Rissneigung beim Schweißen hauptsächlich von der chemischen Zusammensetzung des Schweißbades ab.. deshalb, Das Prinzip der Schweißmaterialauswahl ist wie folgt.

1) Für Materialien, die eine geringe Rissneigung aufweisen, sollte ein Schweißzusatz mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung verwendet werden..

2) Für Materialien, die eine hohe Neigung zur Rissbildung aufweisen, sollte ein Schweißzusatz verwendet werden., die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung deutlich von ihnen unterscheidet, Also, um zu versuchen, die Schweißchemie von der Rissspitze wegzubekommen.

Die Umsetzung dieses Prinzips lässt sich bei der Betrachtung von Schweißzusätzen nachvollziehen., die beim Schweißen von Legierungen der 5XXX- und 6XXX-Reihe verwendet werden.

Schweißen von Aluminium-Magnesium-Legierungen

Mehrheitlich Legierungen der Serie 5XXX weisen eine geringe Rissneigung auf. Sie können ganz ohne Schweißstab geschweißt werden. Die Rissneigung liegt bei ca 1,5 % Mg. Alle Legierungen der 5XXX-Reihe, außer Legierung 5052 (AMg2.5 nach GOST 4784), enthalten deutlich mehr Magnesium, als 1,5 % und sind daher weit vom Höhepunkt des Knackens entfernt. Stärke oder Leichtigkeit des Schweißens? 5052 liegt auf Magnesium genau am Höhepunkt der Rissbildung und, Ja wirklich, weist eine ziemlich hohe Rissneigung auf.

Bei der Auswahl des Materials des Schweißstabes für Legierungen der 5XXX-Reihe gilt die allgemeine Regel (mit Ausnahme der Legierung 5052) wird als Schweißlegierung der 5XXX-Reihe mit etwas höherem Mg-Gehalt verwendet, als in der (schweißbaren) Grundlegierung. das in der Legierung der 6xxx-Reihe enthalten ist 5052 Verwenden Sie eine Schweißlegierung mit einem viel höheren Magnesiumgehalt, wie zum Beispiel 5356 mit 5 % Mg. Dies ergibt eine große "Verschiebung" des Magnesiumgehalts in der erstarrten Schweißnaht weg von der Rissspitze..

Schweißen von Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierungen

Mehrheitlich Legierungen der Serie 6XXX – Legierungen des Systems Al-Mg-Si – sind sehr rissempfindlich. diese Art von Korrosion wird als „Lochkorrosion“ bezeichnet, ihre chemische Zusammensetzung fällt gerade fast auf den Höhepunkt, in der unteren Grafik der Figur gezeigt. Keine dieser Legierungen kann ohne Schweißstab oder mit einem Schweißstab gleicher chemischer Zusammensetzung geschweißt werden.. Wenn Sie versuchen, es zu schaffen, dann brechen sie jedes Mal, wenn keine signifikanten Druckspannungen auf die Schweißnaht ausgeübt werden, wie geht das beim Widerstandspunktschweißen?.

Daher ist die Wahl des Schweißzusatzes für diese rissanfälligen 6XXX-Legierungen die Verwendung von Schweißlegierungen mit dieser chemischen Zusammensetzung., um eine Schweißnaht mit einer chemischen Zusammensetzung zu erhalten, die von der Spitze der Rissbildung entfernt ist. Hierfür werden Schweißlegierungen oder mit hohem Mg-Gehalt verwendet., z.B, 5356, oder hoher Si-Gehalt, in der Regel – Legierung 4043. Aus diesem Grund gibt es keinen legierten Schweißdraht 6061. Und wenn es so wäre, würden wir es zum Schweißen von Legierungen verwenden 6061, dann würde die Schweißnaht unweigerlich reißen.

Nur mit Schweißstab!

während XXX.2 die Grenzwerte der chemischen Zusammensetzung für die Primärlegierung angibt, dass die meisten Legierungen der Serie 6XXX nicht ohne Schweißstab geschweißt werden können. Außerdem, auch beim Schweißen mit einem Schweißstab, wenn nicht genug gegeben, Auch Risse sind möglich..

Eine Quelle: Aluminium und Aluminiumlegierungen, ed. J.R. Davis