Дуговая сварка алюминия: выбор сварочного сплава

Выбор сварочного сплава для сварки алюминия

Японская корпорация KOBE STEEL в своем руководстве по дуговой сварке алюминия и алюминиевых сплавов дает рекомендации по выбору подходящего сварочного сплава из тех, которые представлены в японском стандарте JIS Z 3232 (таблица). Цифровые обозначения сплавов совпадают с обозначениями стандартов ISO и EN.

Принимаются во внимание следующие факторы:

склонность к образованию трещин;
прочность шва при растяжении;
пластические свойства сплава;
коррозионная стойкость;
сочетание оттенков цветов шва и основного металла после анодирования.

Среди всех сварочных материалов, наиболее часто применяют алюминиевые сплавы 4043 и 5356. Ниже представлены основные моменты, на которые надо обращать внимание при выборе сварочного материала.

Алюминиевый сварочный сплав 4043

Сплав 4043 проявляет высокое сопротивление образованию горячих трещин и поэтому хорошо подходит для сварки сплавов серии 6ХХХ, а также алюминиевых отливок. Его недостатки: 1) материал шва имеет низкую пластичность и 2) из-за высокого содержания кремния его цвет после анодирования плохо сочетается с цветом сплавов серий 5ХХХ и 6ХХХ. Кроме того, сплав 4043 не подходит для сварки сплавов серии 5ХХХ с высоким содержанием магния (3 % и более), поскольку в этом случае в металле шва образуется чрезмерно много интерметаллидных частиц Mg₂Si, что снижает его пластичность и повышает склонность к образованию трещин.

Алюминиевый сварочный сплав 5356

Сплав 5356 широко применяется для сварки сплавов серии 5ХХХ (например, популярного сплава 5083) и сплавов серии 6ХХХ (например, 6061). Потребление этого сплава составляет более половины всего мирового объема потребления алюминиевых сварочных сплавов. Сплав 5356 содержит небольшое количество титана, чтобы обеспечить мелкую микроструктуру и тем самым улучшить механические свойства металла шва. Если нужно хорошее совпадение цветов шва и основного металла, например, в декоративных или строительных изделиях, применяют сварочный сплав 5356.

Алюминиевый сварочный сплав 2319

В большинстве сварных соединений конструкций из алюминия и алюминиевых сплавов металл шва не является термически упрочняемым сплавом или только незначительно термически упрочняется за счет образования твердого раствора легирующих элементов в основном металле. Поэтому, когда сварные конструкции из термически упрочняемых сплавов после сварки должны подвергаться термической обработке, выбор сварочного материала весьма ограничен. При сварке сплавов 2219 и 2014 термически упрочняемый сварочный сплав 2319 обеспечивает максимальную прочность сварного шва.

Алюминиевые сварочные сплавы 5183, 5356, 5556 и 5654

Сварочные сплавы 5183, 5356, 5556 и 5654, которые имеют номинальное содержание магния более 3 %, не подходят для изделий и конструкций, которые работают при температурах выше 65 °С, поскольку могут быть подвержены растрескиванию под напряжением. Сварочный сплав 5554 и все другие сплавы, представленные в таблице кроме перечисленных выше, подходят для работы при повышенных температурах.

Алюминиевые сварочные сплавы 4043 и 4047

Алюминиево-магниевые сварочные сплавы обладают высокой стойкостью к общей коррозии, когда применяются при сварке алюминиевых сплавов с близким содержанием магния. Однако сварочные сплавы серии 5ХХХ могут быть анодными к алюминиевым сплавам серий 1ХХХ, 3ХХХ и 6ХХХ. Поэтому при работе в воде или влажной среде металл шва сам будет подвергаться коррозии и защищать от коррозии основной металл. Это будет происходить с различной скоростью в зависимости от разности электрических потенциалов металла сварочного шва и основного металла. В этом случае алюминиево-кремниевые сварочные сплавы, такие как сплавы 4043 и 4047, будут более предпочтительными с точки зрения коррозионной стойкости, чем сплав 5356 при сварке, например, конструкции из сплава 6061. Именно поэтому, по-видимому, сварочный сплав 4043 применяется для сварки велосипедных рам из алюминиевого сплава 6061.

Источник:

The Arc Welding of Nonferrous Metals, KOBE STEEL, LTD, 2011