용접 제조 산업 내에서 알루미늄의 성장과 많은 응용 분야에서 강철에 대한 훌륭한 대안으로 수용함으로써 알루미늄 프로젝트 개발과 관련된 사람들 이이 재료 그룹에 더 익숙해지는 요구 사항이 증가하고 있습니다. 알루미늄을 완전히 이해하려면 알루미늄 식별 / 지정 시스템, 이용 가능한 많은 알루미늄 합금 및 그 특성에 익숙해지는 것이 좋습니다.

알루미늄 합금 성질 및 지정 시스템- 북미에서는 알루미늄 협회 (Aluminum Association Inc.)는 알루미늄 합금의 할당 및 등록을 담당합니다. 현재 400 개가 넘는 단조 알루미늄 및 단조 알루미늄 합금과 알루미늄 연관에 등록 된 주물 및 잉곳 형태로 200 개 이상의 알루미늄 합금이 있습니다. 이 모든 등록 된 합금에 대한 합금 화학 조성 한계는 알루미늄 협회에 포함되어 있습니다.청록색 책"단장 알루미늄 및 단조 알루미늄 합금의 국제 합금 명칭 및 화학 조성 한계"및 그핑크 책"주물 및 잉곳 형태의 알루미늄 합금에 대한 지정 및 화학 조성 제한이라는 제목.이 간행물은 용접 절차를 개발할 때 용접 엔지니어에게 매우 유용 할 수 있으며 화학 및 균열 감도와의 연관성이 중요 할 때 매우 유용 할 수 있습니다.

알루미늄 합금은 열 및 기계적 처리에 반응하는 능력 및 알루미늄 합금에 추가 된 1 차 합금 요소와 같은 특정 물질의 특성에 기초하여 다수의 그룹으로 분류 될 수있다. 알루미늄 합금에 사용되는 번호 / 식별 시스템을 고려할 때 위의 특성이 식별됩니다. 단조 및 캐스트 알루미늄에는 식별 시스템이 다릅니다. 단조 시스템은 4 자리 시스템이며 캐스팅은 3 자리 및 1 년대 장소 시스템입니다.

단조 합금 명칭 시스템- 먼저 4 자리 단조 알루미늄 합금 식별 시스템을 고려할 것입니다. 첫 번째 숫자 (XXXX)는 알루미늄 합금에 추가 된 주요 합금 요소를 나타내며 종종 알루미늄 합금 시리즈, IE, 1000 시리즈, 2000 시리즈, 3000 시리즈, 최대 8000 시리즈를 설명하는 데 사용됩니다 (표 1 참조).

두 번째 단일 숫자 (xXxx)는 0과 다른 경우 특정 합금의 수정을 나타내고 세 번째 및 네 번째 숫자를 나타냅니다 (xxXX)는 시리즈의 특정 합금을 식별하기 위해 주어진 임의의 숫자입니다. 예 : 합금 5183에서 숫자 5는 그것이 마그네슘 합금 시리즈임을 나타냅니다. 1은 그것이 1임을 나타냅니다.^st원래 합금 5083에 대한 수정 및 83은 5xxx 시리즈에서이를 식별합니다.

이 합금 번호 시스템의 유일한 예외는 1xxx 시리즈 알루미늄 합금 (순수 알루미늄)과 함께하는 것입니다.이 경우 마지막 2 자리는 99%이상의 최소 알루미늄 백분율, 즉 합금 13을 제공합니다.(50)(99.50% 최소 알루미늄).

단조 알루미늄 합금 명칭 시스템

표 1

캐스트 합금 지정- 캐스트 합금 명칭 시스템은 3 자리 플러스 소수점 명칭 XXX.X (IE 356.0)를 기반으로합니다. 첫 번째 숫자 (Xxx.x)는 알루미늄 합금에 추가 된 주요 합금 요소를 나타냅니다 (표 2 참조).

알루미늄 합금 지정 시스템을 주조하십시오

표 2

두 번째 및 세 번째 숫자 (xXX.x)는 시리즈의 특정 합금을 식별하기 위해 주어진 임의의 숫자입니다. 소수점 이후의 숫자는 합금이 주조 (.0)인지 또는 잉곳 (.1 또는 .2)인지를 나타냅니다. 대문자 접두사는 특정 합금에 대한 수정을 나타냅니다.
예 : 합금 - A356.0 Capital A (Axxx.x)는 합금 356.0의 변형을 나타냅니다. 숫자 3 (a3xx.x)는 실리콘 + 구리 및/또는 마그네슘 시리즈임을 나타냅니다. 56 인치 (도끼56.0) 3xx.x 시리즈 내에서 합금을 식별하고 .0 (Axxx.0)는 그것이 잉곳이 아닌 최종 모양 주조임을 나타냅니다.

알루미늄 성질 지정 시스템 -우리가 다른 일련의 알루미늄 합금을 고려한다면, 우리는 그들의 특성과 결과적으로 적용에 상당한 차이가 있음을 알게 될 것입니다. 식별 시스템을 이해 한 후 인식하는 첫 번째 요점은 위에서 언급 한 시리즈 내에 두 가지 다른 유형의 알루미늄이 있다는 것입니다. 이들은 열 처리 가능한 알루미늄 합금 (열 첨가를 통해 강도를 얻을 수있는) 및 비가열 처리 가능한 알루미늄 합금입니다. 이 차이는이 두 가지 유형의 재료에 대한 아크 용접의 영향을 고려할 때 특히 중요합니다.

1xxx, 3xxx 및 5xxx 시리즈 단쇄 알루미늄 합금은 비열 처리가 가능하며 균주가 단단합니다. 2xxx, 6xxx 및 7xxx 시리즈 단쇄 알루미늄 합금은 열 처리 가능이며 4xxx 시리즈는 열 처리 가능 및 비열 처리 가능한 합금으로 구성됩니다. 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x 및 7xx.x 시리즈 캐스트 합금은 열 처리가 가능합니다. 변형 경화는 일반적으로 주물에 적용되지 않습니다.

열 처리 가능 합금은 열처리 과정을 통해 최적의 기계적 특성을 획득합니다. 가장 일반적인 열처리는 용액 열처리 및 인공 노화입니다. 용액 열처리는 합금 요소 또는 화합물을 용액에 넣기 위해 합금을 높은 온도 (약 990 ℃)로 가열하는 과정이다. 이어서, 실온에서 과포화 용액을 생성하기 위해 일반적으로 물에 담금질을합니다. 솔루션 열처리가 일반적으로 노화됩니다. 노화는 바람직한 특성을 생성하기 위해 과포화 용액으로부터의 원소 또는 화합물의 일부를 침전시키는 것이다.

비열 처리 가능한 합금은 변형 경화를 통해 최적의 기계적 특성을 획득합니다. 변형 경화는 냉의 작업을 적용하여 강도를 높이는 방법입니다 .T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

기본적인 성질 지정

표 3

기본적인 성질 지정에 이르기까지, "H"성질 - 변형 경화 및 다른 하나는 열적으로 처리 된 "T"성질을 다루는 두 가지 세분 범주가 있습니다.

h 성질의 세분 - 변형 강화

h 다음의 첫 번째 숫자는 기본 작업을 나타냅니다.
H1- 변형률 만 강화합니다.
H2- 긴장을 강화하고 부분적으로 어닐링합니다.
H3- 긴장 경화 및 안정화.
H4- 긴장 경화 및 래커 또는 페인트.

H 후 두 번째 숫자는 변형 경화 정도를 나타냅니다.
HX2- 분기 하드 HX4- 하프 하드 HX6-3/4의 단단한
HX8- 전체 하드 HX9- 더 힘들다

T 성질의 세분 - 열적으로 처리

T1- 압출과 같은 높은 온도 성형 공정에서 냉각 후 자연적으로 노화됩니다.
T2- 온도 성형 공정이 높아진 후 자연스럽게 노화 된 후 차가운 작업이 작동했습니다.
T3- 용액 열처리, 차가운 작업 및 자연적으로 숙성.
T4- 용액 열처리되고 자연적으로 노화됩니다.
T5- 높은 온도 성형 공정에서 냉각 후 인위적으로 노화됩니다.
T6- 용액 열처리 및 인위적 숙성.
T7- 용액 열처리 및 안정화 (과도).
T8- 용액 열처리, 차가운 작업 및 인위적 숙성.
T9- 용액 열처리, 인공 노화 및 냉간 작업.
T10- 온도 성형 공정에서 냉각 후 냉간 효과가 발생한 다음 인위적으로 숙성되었습니다.

추가 숫자는 스트레스 완화를 나타냅니다.
예 :
TX51또는 TXX51- 스트레칭으로 스트레스가 완화됩니다.
TX52또는 TXX52- 압축으로 스트레스가 완화됩니다.

알루미늄 합금 및 그 특성- 우리가 일련의 일련의 단조 알루미늄 합금을 고려한다면, 우리는 그들의 차이점을 이해하고 그들의 응용과 특성을 이해할 것입니다.

1xxx 시리즈 합금-(비가열 처리 가능-10 ~ 27 KSI의 궁극적 인 인장 강도)이 시리즈는 종종 99.0% 최소 알루미늄을 가져야하기 때문에 순수 알루미늄 시리즈라고합니다. 그들은 용접 할 수 있습니다. 그러나 녹는 범위가 좁기 때문에 허용 가능한 용접 절차를 생성하기 위해 특정 고려 사항이 필요합니다. 제조를 고려할 때,이 합금은 주로 특수 화학 탱크 및 배관과 같은 우수한 부식 저항 또는 버스 바 응용 분야에서와 같이 우수한 전기 전도성을 위해 선택됩니다. 이 합금은 비교적 열악한 기계적 특성을 가지며 일반적인 구조적 응용에 대해서는 거의 고려되지 않습니다. 이들 염기 합금은 종종 일치하는 필러 재료 또는 응용 및 성능 요구 사항에 따라 4xxx 필러 합금으로 용접된다.

2xxx 시리즈 합금- (열 처리 가능 - 27 ~ 62 ksi의 궁극적 인 인장 강도) 알루미늄 / 구리 합금 (0.7 ~ 6.8%범위의 구리 첨가)이며 항공 우주 및 항공기 응용에 자주 사용되는 고강도, 고성능 합금입니다. 그들은 광범위한 온도에 비해 탁월한 강도를 가지고 있습니다. 이들 합금 중 일부는 뜨거운 균열 및 응력 부식 균열에 대한 감수성으로 인해 아크 용접 공정에 의해 사용되지 않는 것으로 간주됩니다. 그러나 올바른 용접 절차로 다른 사람들은 매우 성공적으로 용접됩니다. 이 기본 재료는 종종 성능에 맞게 설계된 고강도 2xxx 시리즈 필러 합금으로 용접되지만, 적용 및 서비스 요구 사항에 따라 실리콘 또는 실리콘 및 구리를 포함하는 4xxx 시리즈 필러로 용접 될 수 있습니다.

3xxx 시리즈 합금-(비화 처리 가능-16 ~ 41 ksi의 궁극적 인 인장 강도) 알루미늄 / 망간 합금 (0.05 ~ 1.8%범위의 망간 첨가물)이며, 부식성이 우수하며, 정성성이 우수하며 고상한 온도에서 사용하기에 적합합니다. 첫 번째 용도 중 하나는 냄비와 팬이었으며 오늘날 차량 및 발전소의 열교환 기의 주요 구성 요소입니다. 그러나 그들의 적당한 강도는 종종 구조적 응용에 대한 고려를 배제합니다. 이 기본 합금은 1xxx, 4xxx 및 5xxx 시리즈 필러 합금으로 용접되며, 특정 화학 및 특정 응용 및 서비스 요구 사항에 따라 다릅니다.

4xxx 시리즈 합금-(열 처리 가능 및 비가열 처리 가능-최종 인장 강도 25 ~ 55 ksi) 이들은 알루미늄 / 실리콘 합금 (0.6 내지 21.5%범위의 실리콘 첨가물)이며 열 처리 가능 및 비화 처리 불가능한 합금을 모두 포함하는 유일한 시리즈입니다. 알루미늄에 첨가 될 때 실리콘은 용융점을 줄이고 용융시 유동성을 향상시킵니다. 이러한 특성은 융합 용접 및 브레이징 모두에 사용되는 필러 재료에 바람직합니다. 결과적으로,이 일련의 합금은 주로 필러 재료로서 발견된다. 알루미늄으로 독립적으로 실리콘은 비열 치료가 가능합니다. 그러나, 이들 실리콘 합금의 다수는 마그네슘 또는 구리를 첨가하도록 설계되었으며, 이는 용액 열처리에 유리하게 반응 할 수있는 능력을 제공한다. 전형적으로,이 열 처리 가능한 필러 합금은 용접 성분이 용접부 열처리를받을 때만 사용됩니다.

5xxx 시리즈 합금-(비가열 처리 가능-18 ~ 51 ksi의 궁극적 인 인장 강도) 알루미늄 / 마그네슘 합금 (0.2 ~ 6.2%범위의 마그네슘 첨가)이며 비열 처리 가능한 합금의 강도가 가장 높습니다. 또한,이 합금 시리즈는 쉽게 용접 할 수 있으며, 이러한 이유로 인해 조선, 운송, 압력 용기, 교량 및 건물과 같은 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 마그네슘 염기 합금은 종종 필러 합금으로 용접되는데, 이는 기본 재료의 마그네슘 함량을 고려한 후 선택된 후, 용접 성분의 적용 및 서비스 조건. 이 시리즈의 3.0% 이상의 마그네슘을 갖는 합금은 감작의 잠재력과 응력 부식 균열에 대한 후속 감수성 때문에 150도 이상의 높은 온도 서비스에는 권장되지 않습니다. 약 2.5% 미만의 마그네슘을 갖는베이스 합금은 종종 5xxx 또는 4xxx 시리즈 필러 합금으로 성공적으로 용접됩니다. 염기 합금 5052는 일반적으로 4xxx 시리즈 필러 합금으로 용접 될 수있는 최대 마그네슘 함량 염기 합금으로 인식됩니다. 공융 용융 및 관련 가난한 AS- 웰링 된 기계적 특성과 관련된 문제로 인해,이 합금 시리즈에서는 4xxx 시리즈 필러와 더 많은 양의 마그네슘을 함유하는이 합금 시리즈에서 재료를 용접하는 것이 권장되지 않습니다. 더 높은 마그네슘 염기 재료는 5xxx 필러 합금으로만 용접되며, 일반적으로 염기 합금 조성물과 일치합니다.

6xxx 시리즈 합금- (열 처리 가능 - 18 ~ 58 ksi의 궁극적 인 인장 강도) 알루미늄 / 마그네슘 - 실리콘 합금 (약 1.0%의 마그네슘 및 실리콘 첨가)이며, 용접 제작 산업 전체에서 널리 발견되며, 압출 형태로 주로 사용되며 많은 구조적 성분에 포함됩니다. 알루미늄에 마그네슘과 실리콘을 첨가하면 마그네슘-실리콘 화합물을 생성하여,이 물질은 강도를 향상시키기 위해 용액을 처리 할 수있는 능력을 제공한다. 이 합금은 자연적으로 응고 균열에 민감하며, 이러한 이유로, 자율적으로 용접되어서는 안됩니다 (필러 재료없이). 아크 용접 공정 동안 적절한 양의 필러 재료의 첨가는 기본 물질의 희석을 제공하기 위해서는 필수적이다. 응용 프로그램 및 서비스 요구 사항에 따라 4xxx 및 5xxx 필러 재료로 용접됩니다.

7xxx 시리즈 합금- (열처리 가능 - 32 ~ 88 ksi의 궁극적 인 인장 강도) 알루미늄 / 아연 합금 (0.8 내지 12.0%범위의 아연 첨가)이며 최고 강도 알루미늄 합금으로 구성됩니다. 이 합금은 종종 항공기, 항공 우주 및 경쟁 스포츠 장비와 같은 고성능 응용 분야에서 사용됩니다. 2xxx 시리즈의 합금 시리즈와 마찬가지로,이 시리즈는 아크 용접에 부적합한 후보자로 간주되는 합금을 통합하고, 종종 아크 용접되는 아크 용접은 성공적으로 용접됩니다. 7005와 같은이 시리즈의 일반적으로 용접 된 합금은 주로 5xxx 시리즈 필러 합금으로 용접됩니다.

요약- 오늘날의 알루미늄 합금은 다양한 성사와 함께 넓고 다양한 제조 재료로 구성됩니다. 최적의 제품 설계 및 성공적인 용접 절차 개발의 경우 사용 가능한 많은 합금과 다양한 성능 및 용접 성 특성의 차이점을 이해하는 것이 중요합니다. 이러한 다른 합금에 대한 ARC 용접 절차를 개발할 때는 용접되는 특정 합금을 고려해야합니다. 알루미늄의 아크 용접은“그냥 다르다고”어렵지 않다고 종종 말합니다. 이러한 차이를 이해하는 데 중요한 부분은 다양한 합금, 특성 및 식별 시스템에 익숙해지는 것이라고 생각합니다.