AWS D1.2 · §4.4.1 · معدن الحشو Selection

AWS D1.2 Filler Metal Selection

AWS D1.2 §4.4.1 specifies A5.10/A5.10M filler metals for structural aluminum. ER4043 for 6xxx-to-6xxx; ER5356 for medium-Mg 5xxx and 5xxx-to-6xxx dissimilar; ER5183 and ER5556 for high-Mg 5083/5456 (Note 3 alternates wherever 5356 is shown). Note 4 prohibits Al-Mg fillers above 3% Mg in long-term service over 150°F.

Table 4.2 Note 3 — the substitution rule: AWS D1.2 Table 4.2 Note 3 reads verbatim: "Whenever 5356 is shown, 5183 or 5556 are acceptable alternates." Use ER5356 as the المعيار medium-Mg 5xxx and dissimilar-joint filler; reach for ER5183 when you need higher shear المتانة on 5083-class structural work; reach for ER5556 when اللحام 5456 to itself (footnote a) or when matching the highest-strength 5xxx alloys.

لماذا يُعد اختيار معدن الحشو مهمًا في الألومنيوم

يحتوي اللحام بالألومنيوم على خيارات عمليات أقل من اللحام بالصلب (يغطي D1.2 GMAW، GTAW، PAW-VP، FSW، ولحام المسامير ولكنه يستبعد SMAW)، لذا فإن اختيار معدن الحشو يحمل جزءًا أكبر من الحمل المعدني. ينتج عن معدن الحشو الخاطئ في الألومنيوم أحد أنماط الفشل الثلاثة التي تظهر لاحقًا، أحيانًا بعد سنوات: التصدع الساخن أثناء التصلب، أو المركبات البينية الهشة Mg₂Si عند خط الانصهار، أو التصدع الناتج عن التآكل الإجهادي من الترسيب المستمر لـ Mg₂Al₃ أثناء الخدمة.

D1.2 §4.4.1 anchors the choice: "Filler metal shall conform to AWS A5.10/A5.10M, المواصفة for Bare Aluminum and Aluminum Alloy Welding Electrodes and Rods. Table 4.2 lists filler alloys recommended for various المعدن الأساسي alloys." Five fillers cover the structural majority of aluminum work: ER4043 (Al-Si), ER5183, ER5356, ER5554, and ER5556 (all Al-Mg variants). Selection logic follows base-alloy magnesium content more than it follows joint geometry — the exception being elevated-درجة الحرارة service, which overrides everything via Table 4.2 Note 4.

معادن الحشو الهيكلية الخمسة — الأساس الكيميائي

يعطي الجدول 1 من A5.10 التركيب الكيميائي الذي يدفع كل قرار اختيار. يفصل محور السيليكون مقابل المغنيسيوم ER4043 عن معادن الحشو 5xxx؛ ويفصل محور نسبة المغنيسيوم ER5554 (أقل من عتبة الملاحظة 4 بنسبة 3%) عن معادن الحشو ذات المغنيسيوم الأعلى فوقها.

Filler	Chemistry	Si %	Mg %	Mn %	Primary use
ER4043	Al-Si	4.5–6.0	0.05 max	0.05 max	6xxx-to-6xxx; cast-to-wrought; hot-service (any base)
ER5356	Al-Mg	0.25	4.5–5.5	0.05–0.20	Medium-Mg 5xxx (5052, 5454); 5xxx-to-6xxx dissimilar
ER5183	Al-Mg-Mn	0.40	4.3–5.2	0.50–1.0	High-Mg 5xxx (5083, 5086, 5456); Note 3 alternate to 5356
ER5554	Al-Mg-Mn (low Mg)	0.25	2.4–3.0	0.50–1.0	5454 service; the only Al-Mg filler outside Note 4 (≤3% Mg)
ER5556	Al-Mg-Mn (high Mg)	0.25	4.7–5.5	0.50–1.0	5456-to-5456 (footnote a); Note 3 alternate to 5356

ينتج عن التركيب الكيميائي نمطان. ER4043 هو معدن الحشو الوحيد من الألومنيوم والسيليكون — عمليًا صفر مغنيسيوم، نطاق تصلب منخفض، قابلية منخفضة للتصدع الساخن، وخارج حظر درجة الحرارة طويلة الأمد في الملاحظة 4. جميع معادن الحشو الأربعة من الألومنيوم والمغنيسيوم (5183، 5356، 5554، 5556) تحتوي على مغنيسيوم بين 2.4 و 5.5 بالمائة، ولكن ER5554 فقط يقع عند أو أقل من عتبة 3 بالمائة في الملاحظة 4 من الجدول 4.2. ER5183، ER5356، و ER5556 كلها فوق 3 بالمائة مغنيسيوم وبالتالي تخضع لقاعدة درجة الحرارة طويلة الأمد.

لحامات 5xxx-إلى-5xxx — الاختيار حسب محتوى المغنيسيوم في المعدن الأساسي

تغطي عائلة 5xxx نطاقًا واسعًا من المغنيسيوم، ويختار الجدول 4.2 معادن الحشو وفقًا لذلك. لسبائك 5xxx منخفضة المغنيسيوم (5005، 5050، حوالي 0.5-1.4% مغنيسيوم)، يُظهر الجدول 4.2 "4043، 5356" مع تأكيد الملاحظة 1 أن أيًا منهما مقبول؛ ER4043 هو الافتراضي النموذجي. لسبائك 5xxx متوسطة المغنيسيوم (5052 حوالي 2.5% مغنيسيوم، 5154/5254 حوالي 3.5%)، ER5356 هو الخيار القياسي؛ 5454-إلى-نفسه هو الاستثناء (ER5554 هو المطابق الهندسي لخدمة 5454 في درجات الحرارة المرتفعة). 5086 (حوالي 4% مغنيسيوم) يقع مع سبائك الصب 514.0 و 535.0 في تجميع صفوف الجدول 4.2 ويأخذ ER5356 كأساسي، مع قبول ER5183 أو ER5556 كبدائل للملاحظة 3. صف 5083/5456 هو الزوج الذاتي الوحيد من 5xxx حيث يُظهر الجدول 4.2 ER5183 أو ER5556 كتوصية أساسية (5183، 5556a)، مع قبول ER5356 وفقًا للملاحظة 3.

توضح الملاحظة 3 من الجدول 4.2 الاستبدال صراحةً: "عندما يُشار إلى 5356، فإن 5183 أو 5556 بدائل مقبولة." الاستبدال ليس عشوائيًا — يحمل ER5183 و ER5556 منجنيزًا أعلى (0.5-1.0 بالمائة) من ER5356، مما يترجم إلى قوة شد وقص أعلى لمعدن اللحام.

"في لحامات 5083 الهيكلية التي تحمل قصًا كبيرًا، يُظهر ER5183 بشكل روتيني اختبارات أعلى بنسبة 10 إلى 15 بالمائة في قوة القص من ER5356 بنفس الإجراء. التكلفة الإضافية صغيرة، ولا توجد عقوبة معدنية. نعتمد على 5183 في 5083 ما لم يكن هناك سبب للتخزين لاستخدام 5356." — ملاحظة ممارس، إرشادات اختيار معدن الحشو من AlcoTec / Hobart، تم تأكيدها مقابل Lincoln Electric و ESAB.

تم الإشارة إلى حالة محددة في الحاشية أ من الجدول 4.2: "يوصى بـ 5556 للحام 5456 بنفسه." المعدن الأساسي 5456 هو سبيكة 5xxx الهيكلية الأعلى قوة (حوالي 5 بالمائة مغنيسيوم)، ويتطابق ER5556 بشكل وثيق مع التركيب الكيميائي بينما يحمل 0.5-1.0 بالمائة منجنيز. تصل الخصائص الميكانيكية للحام ER5556 على قاعدة 5456 إلى قوة التلدين في حالة اللحام للمعدن الأصلي بشكل أقرب مما يفعله ER5356. لأعمال 5456 البحرية أو النقل أو الهياكل المضغوطة عالية الإجهاد، ER5556 هو المطابق الهندسي؛ يُسمح بـ ER5356 فقط كبديل للملاحظة 3.

بالنسبة لـ 5454 على وجه التحديد، ER5554 هو المطابق الهندسي. يحمل ER5554 مغنيسيومًا أقل (2.4-3.0 بالمائة مقابل 4.5-5.5 بالمائة في ER5356)، مما يبقيه عند أو أقل من عتبة الملاحظة 4 البالغة 3 بالمائة مغنيسيوم. هذا يجعل ER5554 معدن الحشو الوحيد من الألومنيوم والمغنيسيوم الذي يظل مسموحًا به لخدمة 5454 عندما تتجاوز درجات الحرارة طويلة الأمد 150°F.

لحامات 6xxx-إلى-6xxx

للحام سبائك 6xxx بسبائك 6xxx أخرى — 6005، 6005A، 6061، Alclad 6061، 6063، 6082، 6351 — يسرد الجدول 4.2 "4043، 5356" مع تأكيد الملاحظة 1 أن أيًا منهما مقبول. ER4043 هو الافتراضي النموذجي. يحتوي ER4043 على حوالي 5 بالمائة سيليكون (Si 4.5-6.0 بالمائة لكل جدول A5.10 1)، مما يقلل من نطاق التصلب، ويقلل من قابلية التصدع الساخن، وينتج ملامح لحام أكثر سلاسة من معادن الحشو 5xxx. المطابقة المعدنية مواتية: تحتوي سبائك 6xxx على المغنيسيوم والسيليكون، ولا يُدخل معدن الحشو من الألومنيوم والسيليكون مغنيسيومًا إضافيًا من شأنه أن يعزز التصدع الساخن على مسار تصلب 6xxx.

ER5356 هو البديل المدرج في لحامات 6xxx-إلى-6xxx. المقايضة ميكانيكية: ينتج ER5356 قوة قص أعلى في لحام الزاوية ولكن بمخاطر تصدع ساخن أعلى وبحرارة قوس أكبر لنفس الاختراق. يعتمد الاختيار على ما يتم تحميل اللحام به. بالنسبة للحام الزاوية 6061 الذي يجب أن يجتاز اختبار كسر تحت القص أو الانحناء، ER5356 هو الخيار الهندسي الأكثر تحفظًا — فهو يحول نمط الفشل بعيدًا عن عنق لحام الزاوية نحو المنطقة المتأثرة بالحرارة للمعدن الأساسي. بالنسبة للحام الزاوية 6061 تحت خدمة قص منخفضة أو حيث تكون جماليات اللحام مهمة (الأعمال المعمارية، المؤكسدة)، ER4043 هو الافتراضي الأفضل. لاحظ أن ER5356 يخضع للملاحظة 4 من الجدول 4.2 (قاعدة 3% مغنيسيوم / 150 درجة فهرنهايت طويلة الأمد)؛ ER4043 لا يخضع لها.

تعاني سبائك 6xxx من فقدان كبير في القوة في المنطقة المتأثرة بالحرارة بعد اللحام بغض النظر عن اختيار معدن الحشو. تعود المنطقة المتأثرة بالحرارة إلى الحالة الملدنة (عادةً ما يكون فقدان قوة الخضوع T6 بنسبة 40-50 بالمائة)، وتحكم قوة المنطقة المتأثرة بالحرارة في حالة اللحام قدرة تصميم الوصلة. اختيار معدن الحشو يحرك قوة العنق ولكنه لا يستعيد قوة المنطقة المتأثرة بالحرارة — فقط المعالجة الحرارية للمحلول بعد اللحام والتقادم الاصطناعي يمكنهما فعل ذلك، وهذا نادرًا ما يكون عمليًا للهياكل المصنعة.

لحامات 5xxx-إلى-6xxx غير المتشابهة

لأي وصلة غير متشابهة من 5xxx-إلى-6xxx — على سبيل المثال 5083 إلى 6061، أو 5086 إلى 6063 — ER5356 هو معدن الحشو الموصى به بموجب D1.2 الجدول 4.2. لا تستخدم ER4043 أبدًا في وصلة تحتوي على 5xxx. السبب المعدني موثق جيدًا: عندما يُستخدم معدن حشو من الألومنيوم والسيليكون (ER4043 بحوالي 5 بالمائة سيليكون) على سبيكة أساسية من 5xxx (تحتوي على 2-5 بالمائة مغنيسيوم)، يتفاعل المغنيسيوم في القاعدة مع السيليكون في معدن الحشو لتشكيل مركب بيني هش Mg₂Si عند خط الانصهار. يقلل هذا المركب البيني من الليونة والمتانة بشكل حاد ويخلق نمط فشل معروف طويل الأمد تحت التحميل الدوري أو الصدمي أو في درجات الحرارة المنخفضة.

القاعدة متماثلة: أي وصلة يكون أحد جانبيها سبيكة 5xxx يجب أن تستخدم معدن حشو يحتوي على المغنيسيوم (ER5356 افتراضي، ER5183 أو ER5556 وفقًا للملاحظة 3). إذا كان كلا الجانبين 6xxx، فإن ER4043 صحيح. إذا كان أحد الجانبين 5xxx، فإن ER5356 صحيح. يحاول الممارسون أحيانًا استخدام ER4043 في وصلة مختلطة من 5xxx-إلى-6xxx لتحقيق فائدة جمالية (لحام أكثر سلاسة، أسهل في التغذية) ويكتشفون نمط الفشل بالكسر الهش بعد أشهر أو سنوات تحت حمل الخدمة. الفشل ليس خفيًا ولا يمكن استعادته.

لحامات المصبوب إلى المطاوع

تتبع سبائك الصب في D1.2 (354.0, A356.0, 357.0, A357.0, 359.0, 443.0, A444.0, 514.0, 535.0) منطق اختيار معدن الحشو الخاص بها. تستخدم الوصلات المصنعة بالتشكيل إلى المصبوبة عمومًا ER4043 لأن معظم سبائك الصب تعتمد على الألومنيوم والسيليكون ويتطابق معدن الحشو مع التركيب الكيميائي الأساسي. الاستثناء هو سبائك الصب عالية القوة 354.0 و C355.0، والتي يحددها الجدول 4.2 مع ER4145 (معدن حشو من الألومنيوم والسيليكون والنحاس الأعلى) لمطابقة القوة.

تستخدم لحامات المصبوب إلى المصبوب في سبائك سلسلة 5xx.x (514.0، 535.0) معادن حشو 5xxx لأن التركيب الكيميائي الأساسي هو الألومنيوم والمغنيسيوم، وليس الألومنيوم والسيليكون. ينطبق نفس حظر المركبات البينية Mg₂Si — لا تلحم سبيكة مصبوبة من سلسلة 5xx.x بـ ER4043. ارجع إلى مصفوفة الجدول 4.2 الكاملة لـ D1.2 للحصول على تفاصيل سبائك الصب؛ تغطي هذه الصفحة التركيبات المصنعة بالتشكيل عالية التردد.

قاعدة درجة الحرارة طويلة الأمد 3% مغنيسيوم / 150 درجة فهرنهايت

الملاحظة 4 من الجدول 4.2 في D1.2 هي واحدة من أهم القواعد وأكثرها إغفالًا في اختيار معدن الحشو للألومنيوم. ينص النص الحرفي على: "لا ينبغي استخدام سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم التي تحتوي على أكثر من 3% مغنيسيوم في التطبيقات التي تتعرض لدرجات حرارة تزيد عن 150°F على المدى الطويل."

الآلية معدنية. تتعرض سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم التي تحتوي على أكثر من حوالي 3 بالمائة مغنيسيوم لترسيب مستمر لـ Mg₂Al₃ (الطور بيتا) عند حدود الحبيبات عندما تتعرض لدرجات حرارة تزيد عن حوالي 150°F (66°C) بشكل مستمر. على مدى أسابيع أو أشهر أو سنوات من الخدمة، يجعل الترسيب عند حدود الحبيبات معدن اللحام حساسًا للتصدع الناتج عن التآكل الإجهادي تحت التحميل الشد — خاصة في الأجواء التي تحتوي على الكلوريد أو الأجواء البحرية. لا يظهر الفشل وقت اللحام أو في الاختبارات الميكانيكية القياسية؛ بل يظهر كتصدع بعد خدمة ممتدة.

تغطي القاعدة ثلاثة من معادن الحشو الهيكلية الخمسة في هذه الصفحة: ER5183 (مغنيسيوم 4.3-5.2%)، ER5356 (مغنيسيوم 4.5-5.5%)، و ER5556 (مغنيسيوم 4.7-5.5%). وهي لا تغطي ER5554 (مغنيسيوم 2.4-3.0%، عند أو أقل من عتبة 3 بالمائة) أو ER4043 (الحد الأقصى للمغنيسيوم 0.05%، عمليًا صفر). الآثار العملية:

Pressure vessels with continuous service above 150°F: use ER4043 or ER5554; do not use ER5183, ER5356, or ER5556.
Hot-fluid piping (steam recovery, process heat, refinery): ER4043 default; ER5554 acceptable when base is 5454.
Solar-thermal aluminum structures: peak surface temperatures can exceed 150°F sustained; check service envelope before specifying ER5356 or ER5183.
Engine components, exhaust-adjacent structures: high-Mg fillers prohibited; ER4043 or qualified alternative.
Short excursions above 150°F: not the trigger; sustained or long-term exposure is the rule.

لا تحظر الملاحظة 4 معادن الحشو من الألومنيوم والمغنيسيوم في كل تطبيق لدرجات الحرارة المرتفعة — بل تحظر معادن الحشو التي تزيد عن 3% مغنيسيوم فقط في الخدمة طويلة الأمد. تعريف "طويلة الأمد" هو جزء من الحكم الهندسي، ولكن القراءة المبررة هي أي شيء يتجاوز بضع مئات من ساعات التشغيل فوق 150°F. إذا كنت في شك، استخدم ER4043 (أو ER5554 عند مطابقة قاعدة 5454) أو قم بتأهيل بديل بموجب الملاحظة 5.

ملاحظة 5 — اختيار معدن الحشو لمتطلبات محددة

تحتفظ الملاحظة 5 من الجدول 4.2 في D1.2 بمسار لاختيارات معادن الحشو غير القياسية ضمن عائلة A5.10: "هناك تطبيقات تجعل المتطلبات المحددة اختيار سبائك حشو بخلاف تلك الموضحة أعلاه ضروريًا." الملاحظة 5 هي إقرار بأن مصفوفة معادن الحشو الموصى بها هي نقطة بداية، وليست وصفة مطلقة. تشمل حالات الملاحظة 5 الشائعة مطابقة الألوان للأعمال المعمارية المؤكسدة (يتأكسد ER5356 ليتطابق مع لون المعدن الأساسي بينما يتحول ER4043 إلى اللون الداكن، لذا فإن أعمال 6xxx المؤكسدة تستخدم أحيانًا ER5356 على الرغم من أن ER4043 هو الافتراضي النموذجي)، أو تحسين بيئة التآكل، أو تطبيقات القوة العالية خارج نطاق استبدال الملاحظة 3.

لا يحتوي D1.2 على مفهوم WPS مؤهل مسبقًا — يجب تأهيل كل WPS بموجب D1.2 وفقًا لـ البند 3 بسجل تأهيل الإجراء. يجب توثيق اختيار معدن الحشو الذي ينحرف عن الجدول 4.2 في WPS والتحقق منه من خلال نفس الاختبار الميكانيكي لسجل تأهيل الإجراء المطلوب لأي اختلاف آخر في الإجراء. يظل موافقة المهندس وإمكانية التتبع إلى توافق A5.10 هي البوابات.

أخطاء الاختيار الشائعة

1. استخدام ER4043 في وصلة تحتوي على 5xxx. نمط فشل المركب البيني الهش Mg₂Si هو الخطأ الفردي الأكثر شيوعًا في لحام الألومنيوم. يجب أن تستخدم كل وصلة تحتوي على سبيكة 5xxx على أي من الجانبين معدن حشو يحتوي على المغنيسيوم.

2. استخدام ER5356، ER5183، أو ER5556 في تطبيق خدمة ساخنة. تحظر الملاحظة 4 من الجدول 4.2 معادن الحشو من الألومنيوم والمغنيسيوم التي تزيد عن 3 بالمائة مغنيسيوم للخدمة طويلة الأمد فوق 150°F. يجب أن تستخدم أعمال أوعية الضغط وأنابيب العمليات ذات الخدمة المستمرة في درجات الحرارة المرتفعة ER4043 (أو ER5554 عند مطابقة قاعدة 5454).

3. الافتراض باستخدام ER5356 لأعمال 6xxx-إلى-6xxx. يُسمح بـ ER5356 في 6xxx (يسرد الجدول 4.2 إما 4043 أو 5356) ولكن بمخاطر تصدع ساخن أعلى وجودة لحام أقل من ER4043. استخدم ER4043 كافتراضي لـ 6xxx-إلى-6xxx ما لم يكن هناك سبب محدد (اختبار كسر لحام الزاوية المحمل بالقص، جماليات مؤكسدة) لاستخدام ER5356.

4. استخدام ER5356 في 5083-إلى-5083 أو 5456-إلى-5456 كخيار أساسي. يُظهر الجدول 4.2 ER5183 (أو ER5556) كمعدن الحشو الأساسي الموصى به لأعمال 5083/5456. تحدد الحاشية أ ER5556 لـ 5456-إلى-نفسه. يُسمح بـ ER5356 فقط كبديل للملاحظة 3، وينتج عنه قوة أقل في هذه السبائك الأساسية عالية المغنيسيوم.

5. التعامل مع ER5554 كمعدن حشو عام من الألومنيوم والمغنيسيوم. لـ ER5554 مكانة محددة: المعدن الأساسي 5454 في خدمة درجات الحرارة المرتفعة. يحافظ محتواه المنخفض من المغنيسيوم (2.4-3.0%) على بقائه تحت عتبة الملاحظة 4 ولكنه ينتج قوة معدن لحام أقل من ER5356 / ER5183 / ER5556 في أعمال 5xxx الأخرى. لا تستبدل ER5554 بـ ER5356 في لحام 5xxx العام.

متى تختار كل معدن حشو — ملخص الاختيار

منطق الاختيار حسب عائلة السبائك، مع خدمة درجات الحرارة المرتفعة كأولوية:

Joint	Primary filler (`Table 4.2`)	Note 3 alternate(s)	Long-term >150°F service
5005, 5050 (low-Mg 5xxx) to itself	ER4043 or ER5356 (either per Note 1)	—	ER4043 (unaffected)
5052, 5154, 5254 (medium-Mg 5xxx)	ER5356	ER5183 or ER5556	ER4043 or qualify
5454 (elevated-temperature 5xxx)	ER5554	ER5356	ER5554 (designed for this)
5086 (high-Mg 5xxx, grouped with 514.0/535.0) to itself	ER5356	ER5183 or ER5556 (Note 3)	ER4043 or qualify under Note 5
5083 to itself	ER5183 or ER5556	ER5356 (Note 3)	ER4043 or qualify under Note 5
5456 to itself	ER5556 (footnote a)	ER5183 or ER5356	ER4043 or qualify
6xxx-to-6xxx (6005, 6005A, 6061, 6063, 6082)	ER4043 or ER5356 (either acceptable per Note 1)	—	ER4043 (5356 not permitted long-term)
5xxx-to-6xxx dissimilar	ER5356	ER5183	Qualify under Note 5
Cast-to-wrought (Al-Si cast)	ER4043	ER4145 (354.0, C355.0)	ER4043 (unaffected)

تذكيران بالامتثال. أولاً، يلخص هذا الجدول منطق اختيار الجدول 4.2؛ الجدول 4.2 الكامل من D1.2 هو المصفوفة الموثوقة ويجب الرجوع إليه للتركيبات غير الموضحة هنا. ثانيًا، يفترض كل اختيار أن معدن الحشو يتوافق مع AWS A5.10/A5.10M وفقًا لـ §4.4.1؛ لا يحتوي D1.2 على مسار WPS مؤهل مسبقًا، لذا يجب تأهيل جميع الإجراءات بما في ذلك اختيار معدن الحشو بموجب البند 3.

نصيحة لاختبار CWI: التمييز الكيميائي لـ A5.10 بين ER4043 (Al-Si) ومعادن الحشو 5xxx (Al-Mg) هو نمط سؤال للجزءين B و C. احفظ أن ER4043 هو معدن الحشو الوحيد من الألومنيوم والسيليكون في خدمة A5.10 الهيكلية، وأن الملاحظة 4 تحظر معادن الحشو من الألومنيوم والمغنيسيوم التي تزيد عن 3 بالمائة مغنيسيوم للخدمة طويلة الأمد فوق 150°F — ER5554 (2.4-3.0% مغنيسيوم) هو معدن الحشو الوحيد من الألومنيوم والمغنيسيوم الذي يفلت من القاعدة. حظر المركبات البينية Mg₂Si في 5xxx-مع-4043 هو أيضًا عنصر متكرر في اختبار CWI.

أدلة المعايير ذات الصلة

الأسئلة المتكررة

ما الفرق بين ER4043 و ER5356؟

ER4043 هو معدن حشو من الألومنيوم والسيليكون يحتوي على حوالي 5 بالمائة سيليكون (Si 4.5 إلى 6.0 بالمائة لكل جدول A5.10 1) وصفر مغنيسيوم أساسًا (0.05 بالمائة كحد أقصى). ER5356 هو معدن حشو من الألومنيوم والمغنيسيوم يحتوي على حوالي 5 بالمائة مغنيسيوم (Mg 4.5 إلى 5.5 بالمائة). التركيب الكيميائي يدفع التطبيق: ER4043 لديه نطاق تصلب أقل وقابلية أقل للتصدع الساخن، مما يجعله الخيار القياسي لسبائك القاعدة من سلسلة 6xxx (6061، 6063، 6082) التي تحتوي على المغنيسيوم والسيليكون. ER5356 لديه قوة وليونة معدن لحام أعلى، مما يجعله الخيار النموذجي لسبائك القاعدة من سلسلة 5xxx متوسطة المغنيسيوم وللوصلات غير المتشابهة من 5xxx-إلى-6xxx. ER5356 هو أيضًا الخيار المحافظ عندما يجب أن يجتاز لحام الزاوية اختبار كسر يحمله بالقص أو الانحناء.

أي معدن حشو يجب أن أستخدم للحام 5083 بـ 6061؟

ER5356 هو الخيار القياسي للحام 5083 (سلسلة 5xxx، Al-Mg) بـ 6061 (سلسلة 6xxx، Al-Mg-Si) وفقًا لـ D1.2 الجدول 4.2. لا تستخدم ER4043 أبدًا في وصلة تحتوي على 5xxx. السبب معدني: عندما يُستخدم معدن حشو من الألومنيوم والسيليكون (ER4043) على معدن أساسي من 5xxx، يتفاعل المغنيسيوم في القاعدة مع السيليكون في معدن الحشو لتشكيل مركب بيني هش Mg2Si عند خط الانصهار. يقلل هذا المركب البيني من الليونة والمتانة بشكل حاد ويخلق نمط فشل معروف طويل الأمد تحت التحميل الدوري أو الصدمي. يوفر ER5356 التركيب الكيميائي الحامل للمغنيسيوم الذي يتطابق مع جانب 5xxx وينتج منطقة لحام سليمة وليّنة على جانبي الوصلة. وفقًا للملاحظة 3 من الجدول 4.2، ER5183 و ER5556 مقبولان أيضًا حيثما يظهر ER5356.

هل يمكنني استخدام ER5356 لكل لحام ألومنيوم؟

لا. يُستخدم ER5356 على نطاق واسع وهو الخيار الصحيح للعديد من الوصلات، ولكنه ليس عالميًا بموجب D1.2. تتطلب ثلاث حالات محددة شيئًا مختلفًا. أولاً، لحامات 6xxx-إلى-6xxx تتطلب عمومًا ER4043 (يسرد الجدول 4.2 إما 4043 أو 5356؛ ER4043 لديه قابلية أقل للتصدع الساخن وينتج ملامح لحام أكثر سلاسة من ER5356). ثانيًا، قاعدة الخدمة طويلة الأمد 150°F (الملاحظة 4 من الجدول 4.2 في D1.2) تحظر معادن الحشو من الألومنيوم والمغنيسيوم التي تحتوي على أكثر من 3 بالمائة مغنيسيوم في التطبيقات ذات درجات الحرارة المستمرة فوق هذه العتبة — هذا الحظر يغطي ER5183 (4.3-5.2% مغنيسيوم)، ER5356 (4.5-5.5% مغنيسيوم)، و ER5556 (4.7-5.5% مغنيسيوم)، ولكنه لا يغطي ER5554 (مغنيسيوم 2.4-3.0%، عند أو أقل من عتبة 3%) والذي تم تصميمه خصيصًا لخدمة 5454 في درجات الحرارة المرتفعة. ثالثًا، لحام 5083 بـ 5083 أو 5083 بـ 5456 يتطلب ER5183 أو ER5556 (مع توصية خاصة بـ ER5556 لـ 5456-إلى-نفسه وفقًا للحاشية أ من الجدول 4.2) — يُسمح بـ ER5356 فقط كبديل للملاحظة 3. قراءة الجدول 4.2 (أو تأهيل بديل بموجب الملاحظة 5) أسرع من التخمين.

متى يجب أن أستخدم ER5183 بدلاً من ER5356؟

يُظهر الجدول 4.2 من D1.2 ER5183 (أو ER5556) كمعدن الحشو الأساسي الموصى به لسبائك 5xxx عالية المغنيسيوم 5083 و 5456 الملحومة بنفسها. وفقًا للملاحظة 3 من الجدول 4.2، ER5183 و ER5556 مقبولان أيضًا كبدائل حيثما يظهر ER5356. يحتوي ER5183 على محتوى مغنيسيوم أعلى قليلاً (4.3 إلى 5.2 بالمائة) ومنجنيز أكثر بشكل ملحوظ (0.50 إلى 1.0 بالمائة) من ER5356 (مغنيسيوم 4.5 إلى 5.5، منجنيز 0.05 إلى 0.20 بالمائة). يمنح المنجنيز الأعلى ER5183 قوة شد وقص أفضل، خاصة عند لحام سبائك 5xxx ذات القوة الأعلى. استخدم ER5183 عندما يكون المعدن الأساسي 5083، عندما تحتاج إلى أقصى قوة وصلة في تطبيق هيكلي من 5xxx، أو في أي مكان يظهر فيه ER5356 وتريد الاستبدال المحسن للقوة بموجب الملاحظة 3 (يشمل 5086 — يسرد الجدول 4.2 ER5356 كأساسي لـ 5086، مع قبول ER5183 كبديل للملاحظة 3). استخدم ER5356 لأعمال 5xxx متوسطة المغنيسيوم (5052، 5154/5254) والوصلات غير المتشابهة من 5xxx-إلى-6xxx حيث تكون قوة 5xxx القياسية كافية وتكون بساطة التخزين مهمة.

What is the 3% Mg / 150°F long-term service rule?

تنص الملاحظة 4 من الجدول 4.2 في D1.2 حرفيًا على: "لا ينبغي استخدام سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم التي تحتوي على أكثر من 3% مغنيسيوم في التطبيقات التي تتعرض لدرجات حرارة تزيد عن 150°F على المدى الطويل." تغطي القاعدة معادن الحشو من الألومنيوم والمغنيسيوم التي تزيد عن عتبة 3 بالمائة مغنيسيوم: ER5183 (4.3-5.2% مغنيسيوم)، ER5356 (4.5-5.5% مغنيسيوم)، و ER5556 (4.7-5.5% مغنيسيوم). وهي لا تغطي ER5554 (مغنيسيوم 2.4-3.0%، عند أو أقل من عتبة 3%) — تم تصميم ER5554 خصيصًا للاستخدام في خدمة 5454 في درجات الحرارة المرتفعة. ER4043 (معدن حشو من الألومنيوم والسيليكون مع صفر مغنيسيوم أساسًا، 0.05% كحد أقصى) لا يتأثر أيضًا بالملاحظة 4. الآلية هي الترسيب المستمر لـ Mg2Al3 عند حدود الحبيبات فوق حوالي 150°F، مما يجعل معدن اللحام عالي المغنيسيوم حساسًا للتصدع الناتج عن التآكل الإجهادي تحت التحميل الشد، خاصة في الأجواء التي تحتوي على الكلوريد أو الأجواء البحرية. الآثار العملية: يجب أن تستخدم أوعية الضغط، وأنابيب السوائل الساخنة، وأي مكون ألومنيوم ذو خدمة مستمرة فوق 150°F، ER4043، ER5554 (عندما تكون سبيكة القاعدة 5454 وهناك حاجة إلى تركيب كيميائي حامل للمغنيسيوم)، أو تأهيل بديل بموجب الملاحظة 5.

هل يتطلب AWS D1.2 استخدام معادن حشو A5.10 فقط؟

ينص D1.2 §4.4.1 صراحةً على أن معدن الحشو يجب أن يتوافق مع AWS A5.10/A5.10M، مواصفة أقطاب وقضبان اللحام من الألومنيوم وسبائك الألومنيوم العارية. لاحظ أن D1.2 لا يحتوي على مفهوم WPS مؤهل مسبقًا — يجب تأهيل كل WPS بموجب D1.2 وفقًا لـ البند 3، ويرسخ §4.4.1 متطلبات معدن الحشو عالميًا عبر جميع الإجراءات المؤهلة. تحتفظ الملاحظة 5 من الجدول 4.2 بمسار للتطبيقات التي تجعل المتطلبات المحددة اختيار سبائك حشو بخلاف تلك الموضحة ضروريًا، ولكن هذا المسار ينطبق على الاختيار من داخل عائلة A5.10 بدلاً من التصريح بمعادن حشو غير A5.10. ASME IX، AS/NZS 1554.5، EN ISO 18273، وأنظمة الكود الأخرى لديها نقاط ارتكاز مواصفات حشو خاصة بها قد تتداخل مع A5.10 ولكنها ليست قابلة للتبديل. إذا كنت تعمل بموجب D1.2، فإن التوافق مع A5.10/A5.10M هو القاعدة.

لماذا يُشار إلى ER5556 خصيصًا للحام 5456؟

تنص الحاشية أ من الجدول 4.2 في D1.2 على: "يوصى بـ 5556 للحام 5456 بنفسه." السبب هو مطابقة القوة. المعدن الأساسي 5456 هو أحد سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم المطاوعة الأعلى قوة، مع محتوى مغنيسيوم حوالي 5 بالمائة. يحتوي ER5556 على أقرب محتوى مغنيسيوم (4.7 إلى 5.5 بالمائة) بالإضافة إلى منجنيز مرتفع (0.50 إلى 1.0 بالمائة)، مما يمنح معدن اللحام خصائص ميكانيكية تقترب من قوة التلدين في حالة اللحام لقاعدة 5456. تُظهر خلية الجدول 4.2 لـ 5083/5456 إلى 5083/5456 "5183، 5556" كتوصية أساسية، ويُسمح بـ ER5356 فقط كبديل للملاحظة 3. للهياكل البحرية أو النقل أو الضغط عالية القوة المصنعة من 5456، ER5556 هو الخيار الهندسي؛ لأعمال 5456 أو إصلاحاتها ذات الإجهاد المنخفض، قد يكون ER5183 أو ER5356 مقبولين.