
Aluminiul a devenit unul dintre cele mai importante materiale de inginerie din zilele noastre, datorită proprietăților sale rare de greutate redusă și rezistență la coroziune, împreună cu versatilitatea. Aceste tipuri de spectre de aplicații acoperă o gamă largă de utilizări, inclusiv structuri aerospațiale și auto, nave maritime, conducte și produse de consum, aplicații în care aluminiul este adesea metalul ales datorită raportului rezistență-greutate, durabilitate. Una dintre numeroasele modalități de fabricare cunoscute include procesul de sudare și acest lucru ajută la asamblări rentabile care sunt puternice și durabile în natură.
Cu toate acestea, în comparație cu oțelul și alte metale, sudarea aluminiului nu este la fel de ușoară. Acesta are o conductivitate termică ridicată, un punct de topire scăzut și un strat transparent dur, prin urmare este dificil de sudat. În plus, proprietățile mecanice ale aliajelor de aluminiu variază foarte mult, iar aliajele pot fie să se comporte bine în ceea ce privește sudarea, fie chiar să fie foarte sensibile la fisurarea la cald, porozitate sau HAZ slabă. Este foarte important pentru ingineri și fabricanți să știe care tipuri de aluminiu sunt cele mai potrivite pentru a fi sudate.
Aliajele de aluminiu sunt diferențiate în serii, de exemplu 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx și 7xxx și au caracteristici diferite. Unele dintre ele, cum ar fi seria 5xxx, sunt bine cunoscute ca având proprietăți excelente de sudabilitate și rezistență la coroziune, în timp ce altele, cum ar fi seriile 2xxx și 7xxx, sunt problematice. Alegerea aliajului adecvat va îmbunătăți calitatea sudării, precum și va asigura integritatea structurală, durabilitatea și un produs final rentabil.
Această lucrare analizează în profunzime care sunt cele mai bune aliaje de aluminiu pentru sudare, familiile de aliaje, problema și soluțiile, precum și recomandările fezabile pentru industrie.
1. Clasificarea aliajelor de aluminiu
Aluminiul este rareori utilizat în forma sa pură pentru aplicații structurale, deoarece aluminiul pur, deși foarte rezistent la coroziune și ductil, nu are rezistența necesară pentru scopuri tehnice exigente. Pentru a-și îmbunătăți proprietățile mecanice și fizice, aluminiul este combinat cu alte elemente precum cuprul, magneziul, siliciul, manganul și zincul, rezultând o gamă largă de aliaje de aluminiu. Aceste aliaje sunt clasificate în funcție de metoda lor de producție, mecanismul de întărire și compoziția chimică.
Aliaje forjate vs. aliaje turnate
Aliajele de aluminiu sunt împărțite în general în două categorii:
- Aliaje forjate - Acestea sunt prelucrate mecanic în forme precum foi, plăci, bare și extrudate prin procese precum laminarea, forjarea sau extrudarea. Acestea sunt cele mai utilizate aliaje în sudură și fabricarea structurilor.
- Aliaje de turnare - Produse prin turnarea aluminiului topit în matrițe, aceste aliaje sunt utilizate în mod obișnuit pentru forme complexe în componentele auto și aerospațiale. Aliajele turnate sunt în general mai dificil de sudat în comparație cu aliajele forjate, dar unele pot fi îmbinate cu succes prin procese specializate.
Aliaje tratabile termic vs. aliaje netratabile termic
Aliajele forjate sunt în continuare clasificate în două grupe în funcție de modul în care obțin rezistența:
- Aliaje netratabile termic: Întărite în principal prin călire prin deformare (călire prin muncă). Acestea se bazează pe deformarea mecanică pentru a crește duritatea și rezistența la tracțiune. Exemplele includ seriile 1xxx, 3xxx și 5xxx. Aceste aliaje își păstrează în general proprietățile după sudare, ceea ce le face foarte sudabile.
- Aliaje tratabile termic: Întărite prin întărire prin precipitare (tratament termic de soluție urmat de îmbătrânire). Tratamentul termic permite formarea de precipitate fine care sporesc rezistența. Exemplele includ seriile 2xxx, 6xxx și 7xxx. Deși aceste aliaje pot atinge niveluri de rezistență foarte ridicate, ele își pierd adesea proprietățile mecanice în zona afectată de căldură în timpul sudării.
Seria aliajelor de aluminiu (aliaje forjate)
The Asociația aluminiului (AA) utilizează un sistem de numerotare cu patru cifre pentru a clasifica aliajele forjate:
- Seria 1xxx (aluminiu pur în esență): ≥99% conținut de aluminiu, rezistență excelentă la coroziune, conductivitate electrică și termică bună, dar rezistență scăzută. Foarte sudabil.
- Seria 2xxx (Aliaje aluminiu-cupru): Rezistență ridicată, utilizat în industria aerospațială, dar sudabilitate slabă din cauza fisurării la cald și a pierderii rezistenței.
- Seria 3xxx (Aliaje aluminiu-mangan): Rezistență bună la coroziune și sudabilitate, rezistență moderată, utilizat în acoperișuri, siding și echipamente chimice.
- Seria 4xxx (Aliaje aluminiu-siliciu): Rezistent la uzură, sudabilitate moderată, adesea utilizat ca material de umplutură mai degrabă decât ca aliaj de bază.
- Seria 5xxx (aliaje de aluminiu și magneziu): Rezistență excelentă la coroziune, sudabilitate remarcabilă, utilizat pe scară largă în aplicații marine și structurale.
- Seria 6xxx (aliaje de aluminiu-magnaziu-siliciu): Rezistență medie, rezistență bună la coroziune, sudabil, dar își pierde rezistența în HAZ; comun în industria auto și conducte.
- Seria 7xxx (Aliaje aluminiu-zinc): Rezistență extrem de ridicată, utilizat pe scară largă în industria aerospațială, dar sudabilitate slabă, cu excepția unor tipuri specifice precum 7005 și 7039.
- Seria 8xxx (aliaje diverse): Utilizat adesea pentru materiale de ambalare precum folia de aluminiu; aplicațiile de sudare sunt limitate.
2. Provocări generale în sudarea aluminiului
Deși aluminiul este utilizat pe scară largă în aplicații structurale, auto și aerospațiale, sudarea acestuia prezintă provocări unice în comparație cu oțelul sau alte metale comune de inginerie. Caracteristicile fizice și chimice ale aluminiului creează adesea dificultăți în timpul procesului de sudare, care, dacă nu sunt abordate corespunzător, pot compromite calitatea sudurii, rezistența mecanică și performanța de serviciu. Înțelegerea acestor provocări este esențială înainte de a selecta aliajele, metalele de adaos și procesele de sudare.
Conductivitate termică ridicată
Aluminiul conduce căldura de patru până la cinci ori mai repede decât oțelul. Această proprietate face ca căldura de sudare să se disipeze rapid în metalul de bază din jur. Ca urmare, sudorii se străduiesc adesea să stabilească și să mențină un strat de sudură topit, în special pe tablele subțiri, unde pot apărea supraîncălzirea și arderea. Pe secțiunile mai groase, transferul rapid de căldură necesită curenți de sudare mai mari și un control precis al aportului de căldură pentru a asigura o penetrare completă și pentru a evita lipirea la rece sau lipsa de fuziune.
Temperatură de topire scăzută
Punctul de topire al aluminiului pur este de aproximativ 660°C (1220°F), semnificativ mai mic decât cel al oțelului (aproximativ 1500°C / 2730°F). Această marjă îngustă între temperatura de topire a metalului de bază și aportul mare de căldură necesar datorită conductivității termice face ca aluminiul să fie deosebit de sensibil la distorsiuni și deformări în timpul sudării. Sudorul trebuie să echilibreze suficientă energie pentru a obține fuziunea fără supraîncălzirea sau prăbușirea îmbinării.
Formarea filmului de oxid
Aluminiul formează în mod natural un strat subțire și rezistent de oxid (Al₂O₃) pe suprafața sa atunci când este expus la aer. Acest oxid are o temperatură de topire mult mai mare (aproximativ 2050°C / 3720°F) decât aluminiul în sine, ceea ce poate împiedica arcul să pătrundă în metalul de bază. Dacă nu este îndepărtată sau perturbată în mod corespunzător, pelicula de oxid cauzează o fuziune slabă, incluziuni și îmbinări slabe. Din acest motiv, îndepărtarea oxidului prin curățare mecanică, gravură chimică sau curățarea arcului (polaritate AC în sudarea TIG) este esențială înainte de sudare.
Porozitate
Porozitatea este un defect comun în sudurile de aluminiu. Aluminiul topit are o solubilitate ridicată pentru hidrogen, dar pe măsură ce se solidifică, solubilitatea hidrogenului scade brusc. Orice hidrogen reținut în bazinul topit formează buzunare de gaz (porozitate) în metalul sudat. Sursele de hidrogen includ umiditatea, lubrifianții, uleiurile, murdăria și oxizii hidratați. Porozitatea reduce rezistența mecanică, rezistența la oboseală și fiabilitatea generală a structurii sudate. Măsurile preventive includ curățarea temeinică a suprafeței, preîncălzirea și utilizarea unui gaz protector uscat și a sârmei de umplere.
Fisurarea la cald (fisurarea prin solidificare)
Unele aliaje de aluminiu, în special cele cu conținut ridicat de cupru sau zinc (de exemplu, seriile 2xxx și 7xxx), sunt predispuse la fisurarea la cald în timpul solidificării. Acest lucru se întâmplă din cauza intervalelor largi de congelare, a segregării elementelor de aliere și a tensiunilor reziduale din bazinul de sudură. Fisurile la cald se declanșează adesea de-a lungul limitelor granulelor și sunt dificil de detectat până când sudura este testată sub sarcină. Selectarea adecvată a metalului de adaos, proiectarea îmbinării și controlul procesului sunt necesare pentru a reduce riscurile de fisurare.
Pierderea proprietăților mecanice în zona afectată de căldură (HAZ)
Pentru aliajele de aluminiu tratabile termic (cum ar fi seriile 6xxx și 7xxx), sudarea poate degrada proprietățile mecanice în HAZ. Aportul de căldură dizolvă sau îngroașă precipitatele de întărire, ducând la o reducere a rezistenței la tracțiune, a rezistenței la curgere și a durității. În timp ce aliajele netratabile termic (de exemplu, seria 5xxx) își păstrează în mare măsură proprietățile după sudare, aliajele tratabile termic necesită adesea un tratament termic post-sudare sau o proiectare excesivă a structurilor pentru a compensa înmuierea HAZ.
Distorsiuni și tensiuni reziduale
Datorită coeficientului său ridicat de dilatare termică, aluminiul se dilată și se contractă semnificativ în timpul încălzirii și răcirii. Acest lucru poate cauza distorsiuni, deformări și tensiuni reziduale în ansamblurile sudate, în special în cazul structurilor cu pereți subțiri. Fixarea, preîncălzirea, secvențele de sudare controlate și tehnicile cu aport redus de căldură sunt adesea necesare pentru a minimiza aceste probleme.
3. Capacitatea de sudare a seriei de aliaje de aluminiu
Seria 1xxx (aluminiu pur în esență)
- Exemple: 1100, 1350.
- Caracteristici: Rezistență excelentă la coroziune, ductilitate ridicată, rezistență scăzută.
- Sudabilitate: Excelentă - Aluminiul pur nu are aproape nicio problemă cu fisurarea. Se sudează ușor folosind TIG sau MIG.
- Aplicații: Echipamente chimice, fațade arhitecturale, echipamente de prelucrare a alimentelor.
- Dezavantaj: Rezistența redusă limitează utilizarea structurală.
Seria 2xxx (Aliaje aluminiu-cupru)
- Exemple: 2024, 2219.
- Caracteristici: Rezistență ridicată, utilizat pe scară largă în industria aerospațială.
- Sudabilitate: Slabă - Foarte susceptibil la fisurare la cald și la pierderea proprietăților mecanice în HAZ. 2219 este oarecum sudabil și utilizat în rezervoarele aerospațiale.
- Aplicații: Aerospațial, apărare.
- Verdict: În general, nu este recomandat pentru sudare, cu excepția cazurilor speciale cu 2219, folosind proceduri controlate.
Seria 3xxx (Aliaje aluminiu-mangan)
- Exemple: 3003, 3105.
- Caracteristici: Rezistență bună la coroziune, rezistență moderată.
- Sudabilitate: Excelentă - Aceste aliaje sunt netratabile termic, astfel încât își păstrează proprietățile după sudare.
- Aplicații: Foi de acoperiș, siding, cutii de băutură, echipamente chimice.
Seria 4xxx (Aliaje aluminiu-siliciu)
- Exemple: 4032, 4045.
- Caracteristici: Rezistent la uzură, siliciul ridicat reduce coeficientul de dilatare termică.
- Sudabilitate: Moderat - Adesea utilizat ca material de umplutură (de exemplu, 4045) mai degrabă decât ca aliaj de bază. Si ridicat poate reduce ductilitatea.
- Aplicații: Componente pentru motoare auto, piese de uzură.
Seria 5xxx (aliaje de aluminiu și magneziu)
- Exemple: 5052, 5083, 5754, 5456.
- Caracteristici: Rezistență excelentă la coroziune, rezistență bună, în special în medii marine.
- Sudabilitate: Remarcabil - Cele mai frecvent sudate aliaje de aluminiu. Nu pot fi tratate termic, astfel încât HAZ își păstrează proprietățile bune. Trebuie să fie atenți la fisurarea prin coroziune sub tensiune dacă conținutul de Mg este >3%.
- Aplicații: Construcții navale, recipiente sub presiune, platforme offshore, rezervoare criogenice.
- Verdict: Printre cele mai bune aliaje de aluminiu pentru sudură.
Seria 6xxx (aliaje de aluminiu-magnaziu-siliciu)
- Exemple: 6061, 6063, 6082.
- Caracteristici: Rezistență medie, rezistență bună la coroziune, aliaje structurale foarte comune.
- Sudabilitate: Bun - Tratabil termic, astfel încât sudarea reduce rezistența în HAZ. Cu toate acestea, tratamentul termic post-sudare sau supraproiectarea pot compensa. Se sudează adesea folosind materiale de umplutură 4045 sau 5356.
- Aplicații: Conducte, recipiente sub presiune, cadre auto, industria aerospațială, construcții.
- Verdict: Foarte sudabil dar necesită luarea în considerare la proiectare a înmuierii HAZ.
Seria 7xxx (Aliaje aluminiu-zinc)
- Exemple: 7075, 7475.
- Caracteristici: Rezistență extrem de ridicată, utilizat pe scară largă în industria aerospațială.
- Sudabilitate: Slabă - Susceptibil de fisurare la cald, porozitate și pierderi severe de rezistență. În general, sunt evitate în structurile sudate. Excepțiile includ 7005 și 7039, care sunt moderat sudabile.
- Aplicații: Aerospațial, apărare, echipamente sportive.
- Verdict: Nu se recomandă pentru sudare, cu excepția cazurilor speciale.
4. Cele mai bune aliaje de aluminiu pentru sudare
Pe baza analizei de mai sus, cele mai bune aliaje de aluminiu pentru sudare sunt:
- Seria 1xxx (de ex., 1100) - Ușor de sudat, dar rezistență scăzută.
- Seria 3xxx (de exemplu, 3003, 3105) - Rezistență mare la coroziune, sudabilitate bună.
- Seria 5xxx (de exemplu, 5052, 5083, 5754, 5456) - Rezistență excelentă și rezistență la coroziune, în special în serviciul marin.
- Seria 6xxx (de exemplu, 6061, 6063, 6082) - Aliaje structurale utilizate pe scară largă; sudabilitate bună cu metale de adaos.
Dintre acestea, aliajele 5xxx sunt adesea considerate cele mai fiabile pentru sudare, în special în medii solicitante, cum ar fi aplicațiile marine și offshore.
5. Procese de sudare pentru aluminiu
Sudarea aluminiului necesită tehnici specializate și controlul procesului datorită provocărilor unice asociate cu materialul. Spre deosebire de oțel, aluminiul are un punct de topire scăzut, o conductivitate termică ridicată, o peliculă refractară de oxid și susceptibilitate la porozitate și fisurare. Pentru a depăși aceste probleme, procesele de sudare pentru aluminiu trebuie să asigure un aport precis de căldură, o ecranare eficientă și îndepărtarea oxidului. Alegerea procesului depinde de factori precum tipul de aliaj, grosimea, designul îmbinării, volumul producției și calitatea necesară a sudurii.
Cele mai frecvent utilizate procese de sudare pentru aluminiu sunt descrise mai jos.
Sudare cu arc cu gaz tungsten (GTAW / TIG)
Sudarea cu arc cu gaz tungsten, cunoscută și ca sudare TIG, este utilizată pe scară largă pentru aluminiu datorită capacității sale de a produce suduri de înaltă calitate, precise și curate.
- Principiu: Se formează un arc între un electrod de tungsten neconsumabil și piesă. Gazul protector inert utilizat este argon sau heliu, care previne oxidarea atmosferică a bazinului de sudură topit.
- Caracteristici principale pentru Aluminum:
- Necesită curent alternativ (CA) pentru a îndepărta periodic pelicula de oxid prin curățare catodică.
- Oferă un control excelent asupra aportului de căldură, ceea ce îl face potrivit pentru foi subțiri de aluminiu.
- Produce suduri cu porozitate minimă și stropi.
- Avantaje: Suduri de înaltă calitate, control precis, excelent pentru aplicații critice.
- Limitări: Mai lent decât alte procese, necesită operatori calificați, mai puțin economic pentru secțiunile groase.
- Produse Subdiviziune de aplicare: Componente aerospațiale, jucător, vas sub presiune, asistent caroserie auto.
Sudare cu arc metalic cu gaz (GMAW / MIG)
Cea mai frecvent utilizată metodă de sudare a aluminiului în industrie este sudarea cu arc metalic cu gaz sau denumită în mod obișnuit sudare MIG, care are un grad ridicat de viteză, flexibilitate și productivitate.
- Principiul: Un electrod consumabil din sârmă se introduce continuu în bazinul de sudură, cu un gaz inert (argon sau amestec argon-heliu) care protejează sudura.
- Caracteristici principale pentru Aluminum:
- Adesea utilizat cu electrod pozitiv cu curent continuu (DCEP) pentru arc stabil și penetrare bună.
- Necesită pistoale de bobinare sau alimentatoare push-pull pentru a preveni problemele de alimentare cu sârmă din cauza moliciunii aluminiului.
- Eficient pentru secțiuni medii și groase.
- Avantaje: Rate ridicate de depunere, mai rapide decât TIG, bune pentru sudarea de producție.
- Limitări: Mai puțin precisă decât TIG, mai predispusă la porozitate dacă nu sunt controlate curățenia și ecranarea cu gaz.
- Aplicații: Construcții navale, cadre auto, vagoane, conducte, fabricarea structurilor.
Sudare prin rezistență (sudare pe puncte și sudare pe cusături)
Sudarea prin rezistență, în special sudură prin puncte, este utilizat ocazional pentru îmbinarea foilor de aluminiu.
- Principiul: Căldura este generată la suprafețele de contact prin trecerea curentului prin electrozi în timp ce se aplică presiune.
- Provocări cu aluminiul:
- Conductivitatea ridicată a aluminiului necesită curenți foarte mari.
- Electrozii se uzează rapid din cauza lipirii aluminiului.
- Aplicații: Utilizare limitată în panouri de caroserie auto și conexiuni electrice în cazul în care sunt implicate foi subțiri de aluminiu.
Sudare prin frecare și agitare (FSW - Friction Stir Welding)
Friction Stir Welding este un proces de sudare în stare solidă care a transformat tehnologia de îmbinare a aluminiului, în special pentru industria aerospațială, auto și navală.
- Principiul: O unealtă rotativă neconsumabilă, prevăzută cu un știft și un umăr, pătrunde în articulație, generând căldură prin frecare care plastifică (dar nu topește) metalul. Apoi, scula amestecă și forjează materialul pentru a forma o sudură în fază solidă.
- Caracteristici principale pentru Aluminum:
- Elimină problemele de porozitate și fisurare la cald deoarece nu există topire.
- Păstrează proprietățile mecanice în zona afectată de căldură mai bine decât sudarea prin topire.
- Produce suduri cu rezistență excelentă la oboseală și distorsiuni minime.
- Avantaje: Suduri de înaltă calitate, distorsiuni reduse, nu necesită metal de umplutură.
- Limitări: Necesită echipamente specializate, viteze de deplasare mai mici, limitate la îmbinări drepte sau simple.
- Aplicații: Panouri pentru fuselajul aeronavelor, șasiuri auto, vagoane de cale ferată, corpuri de nave.
Sudarea cu raze laser (LBW)
Laser Beam Welding oferă precizie și viteză mare de sudare pentru componente subțiri din aluminiu.
- Principiul: O rază laser focalizată topește și fuzionează îmbinarea, cu protecție cu gaz de protecție.
- Caracteristici principale pentru Aluminum:
- Densitatea mare de energie permite penetrarea adâncă cu suduri înguste.
- Sensibil la ajustarea îmbinărilor datorită dimensiunii mici a fasciculului.
- Necesită un control precis pentru a evita porozitatea.
- Aplicații: Electronică, componente aerospațiale, carcase pentru baterii auto.
Sudarea cu fascicul de electroni (EBW)
Sudarea cu fascicul de electroni este un proces de înaltă precizie, bazat pe vid, utilizat pentru componente critice din aluminiu.
- Principiul: Un fascicul concentrat de electroni de mare viteză lovește piesa de prelucrat, generând o căldură intensă localizată care fuzionează îmbinarea.
- Avantaje: Penetrație extrem de profundă, distorsiune minimă, calitate excelentă.
- Limitări: Cost ridicat, necesită o cameră de vid, dimensiuni limitate ale pieselor.
- Aplicații: Aerospațial și apărare, rezervoare criogenice, componente nucleare.
Oxifuel și sudare cu arc metalic ecranat (SMAW)
Procesele tradiționale, cum ar fi sudarea cu gaz oxifluor și SMAW (sudarea cu băț) sunt rareori utilizate pentru aluminiu din cauza dificultății de a controla aportul de căldură, a contaminării cu oxid și a calității slabe a sudurii. În general, acestea sunt limitate la lucrările de reparații în cazul în care procesele moderne nu sunt disponibile.
Tabelul 1 Rezumatul proceselor
| Procesul | Calitate | Viteza | Cel mai bun pentru | Limitări |
| TIG (GTAW) | Excelentă | Încet | Foi subțiri, suduri de înaltă calitate | Necesită abilități, productivitate scăzută |
| MIG (GMAW) | Bun | Rapid | Secțiuni medii și groase, producție | Risc de porozitate, mai puțin precis |
| Rezistența | Moderat | Foarte rapid | Foi subțiri, automobile | Curent mare necesar, uzura electrodului |
| FSW | Excelentă | Moderat | Industria aerospațială, automobile, construcții navale | Echipament specializat |
| Laser | Excelentă | Foarte rapid | Componente subțiri, de precizie | Costos, montaj sensibil |
| EBW | Excepțional | Moderat | Aerospațial, nuclear | Cost ridicat, necesită vid |
| SMAW/Oxyfuel | Slabă | Încet | Numai reparații | Învechit pentru utilizare structurală |
Alegerea procesului de sudare pentru aluminiu depinde de cerințele aplicației. Pentru sudurile critice, subțiri și de înaltă calitate, se preferă TIG. Pentru producție și secțiuni mai groase, predomină MIG. Pentru aplicațiile de nouă generație care necesită o rezistență superioară și îmbinări fără defecte, procesele în stare solidă, cum ar fi sudarea prin fricțiune, sunt din ce în ce mai populare. Metodele avansate, cum ar fi sudarea cu laser și cu fascicul de electroni, servesc industriilor specializate, de înaltă precizie.
6. Aplicații industriale și studii de caz
- Construcții navale: 5083 și 5456 sunt aliajele preferate pentru carene și punți datorită rezistenței la apa de mare și sudabilității.
- Industria aerospațială: 2219 este utilizat pentru rezervoarele de combustibil sudate; cu toate acestea, majoritatea structurilor evită sudarea în favoarea nituirii din cauza sudabilității slabe a aliajelor 2xxx și 7xxx.
- Automobile: 6061 și 6082 sunt utilizate pentru cadre și structuri de impact; FSW este din ce în ce mai aplicat.
- Construcții: 3003 și 6063 sunt utilizate în acoperișuri, siding, conducte și poduri.
7. Recomandări practice

- Pentru fabricarea generală: Utilizați seria 5xxx (cea mai bună combinație de rezistență, rezistență la coroziune, sudabilitate).
- Pentru foi subțiri și panouri decorative: Utilizați seriile 1xxx sau 3xxx.
- Pentru aplicații structurale care necesită o rezistență mai mare: Utilizați seria 6xxx, dar țineți cont de înmuierea HAZ.
- Evitați seriile 2xxx și 7xxx, cu excepția condițiilor speciale (FSW sau sudură aerospațială specializată).
- Selectați întotdeauna aliaje de umplere adecvate (de obicei 4045, 5356 sau 5556) pentru a reduce riscurile de fisurare.
Concluzie
Aluminiu este un material ingineresc important utilizat în diverse sectoare, însă sudarea aluminiului are propriile sale probleme deoarece are o tendință ridicată de a conduce căldura, astfel încât tinde să aibă puncte de topire scăzute, peliculă de oxid, porozitate și apariția fisurilor la cald. Selectarea aliajului este parametrul cheie care dă sudabilitatea, proprietățile mecanice și eșecul pe termen lung al construcțiilor sudate.
Dintre familiile de aliaje, cele mai bune sunt 1xxx, 3xxx, 5xxx și 6xxx. Cele mai fiabile dintre acestea includ seria 5xxx (aliaje de aluminiu-magneziu), care optimizează combinația de slăbiciune împotriva coroziunii, rezistență și ușurință de sudare, în special pe mare și în larg. Seria 6xxx, în ciuda faptului că este susceptibilă la înmuierea zonelor afectate termic, este utilizată în mod continuu datorită rezistenței/adaptabilității sale structurale. Seriile 1xxx și 3xxx sunt ușor de sudat, dar au o rezistență destul de scăzută și au fost utilizate în aplicații nestructurale / decorative.
În schimb, aliajele 2xxx (aluminiu-cupru) și 7xxx (aluminiu-zinc) nu pot fi sudate deloc și sunt deosebit de predispuse la fisurarea la cald și la pierderea proprietăților mecanice, ceea ce limitează utilizarea lor în structuri sudate la câteva cazuri de nișă, cum ar fi în industria aerospațială.
În final, sudarea aluminiului va fi realizată în ceea ce privește metalele de adaos care urmează să fie utilizate și procesele de sudare, alături de pregătirea suprafeței, în plus față de selectarea aliajului. Combinând deciziile și metodele corecte, se poate realiza întregul potențial al aluminiului ca material ușor, durabil și flexibil.