AWS D1.2 · Structural संहिता · Aluminum

AWS D1.2 — संरचनात्मक वेल्डिंग कोड for Aluminum

AWS D1.2 एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए संरचनात्मक वेल्डिंग संहिता है। यह GMAW और GTAW प्रक्रियाओं का उपयोग करके संरचनात्मक एल्यूमीनियम घटकों के लिए प्रक्रिया योग्यता, वेल्डर प्रदर्शन परीक्षण, निर्माण आवश्यकताओं और निरीक्षण मानदंडों को नियंत्रित करता है, जिसमें गर्म दरार और ऊष्मा-उपचार योग्य मिश्र धातुओं में शक्ति के नुकसान को रोकने के लिए सख्त पूर्वतापन सीमाएं होती हैं।

Key distinction: Unlike AWS D1.1 for steel where hydrogen-induced cracking drives पूर्वतापन आवश्यकताएँ, D1.2 addresses hot cracking (solidification cracking) through controlled ऊष्मा इनपुट and भराव धातु selection. For heat-treatable alloys and 5000-series Al-Mg alloys above 3% Mg, preheat and interpass are capped at 250°F.

AWS D1.2 क्या है?

AWS D1.2 एल्यूमीनियम के लिए संरचनात्मक वेल्डिंग संहिता है, जिसमें 5xxx-श्रृंखला (Al-Mg) और 6xxx-श्रृंखला (Al-Mg-Si) मिश्र धातु परिवार शामिल हैं। स्टील के लिए D1.1 के विपरीत, D1.2 पूर्वतापन को अधिकतम 250 डिग्री F तक सीमित करता है क्योंकि अत्यधिक ऊष्मा से गर्म दरार और ऊष्मा-उपचार योग्य एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में शक्ति का नुकसान होता है।

AWS D1.2/D1.2M — संरचनात्मक वेल्डिंग संहिता — एल्यूमीनियम — अमेरिकन वेल्डिंग सोसाइटी मानक है जो संरचनात्मक एल्यूमीनियम घटकों की वेल्डिंग को नियंत्रित करता है। वर्तमान संस्करण AWS D1.2:2014 है। इसमें डिजाइन तनाव के अधीन एल्यूमीनियम संरचनाओं के लिए प्रक्रिया योग्यता, वेल्डर योग्यता, निर्माण और निरीक्षण आवश्यकताएं शामिल हैं। यह मानक भवन फ्रेम, ट्रस, पुल, क्रेन संरचनाओं और वास्तुशिल्प घटकों सहित संरचनात्मक अनुप्रयोगों में गढ़े हुए और कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं पर लागू होता है।

D1.2 को D1.1 के समान ही व्यवस्थित किया गया है लेकिन यह स्टील की तुलना में एल्यूमीनियम के मौलिक रूप से भिन्न धातुकर्म व्यवहार को संबोधित करता है। एल्यूमीनियम में उच्च तापीय चालकता (स्टील की तुलना में लगभग चार गुना), पिघलने से पहले कोई दृश्यमान रंग परिवर्तन नहीं, एक संकीर्ण ठोसकरण तापमान सीमा जो गर्म दरार को बढ़ावा देती है, और ऊष्मा-उपचार योग्य तापमान स्थितियों में अत्यधिक गर्म होने के प्रति संवेदनशीलता होती है। इन गुणों के लिए स्टील संहिताओं की तुलना में विभिन्न वेल्डिंग दृष्टिकोण, विभिन्न योग्यता चर और विभिन्न निरीक्षण मानदंडों की आवश्यकता होती है।

यह मानक संरचनात्मक एल्यूमीनियम के लिए कई वेल्डिंग प्रक्रियाओं को कवर करता है। गैस धातु आर्क वेल्डिंग (GMAW) इसकी उच्च जमाव दरों और स्वचालित अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्तता के कारण उत्पादन वेल्डिंग के लिए प्राथमिक प्रक्रिया है। गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (GTAW) पतले वर्गों, रूट पास और महत्वपूर्ण जोड़ों के लिए सटीक ऊष्मा नियंत्रण प्रदान करता है। परिवर्तनीय ध्रुवीयता के साथ प्लाज्मा आर्क वेल्डिंग (PAW-VP) और घर्षण स्टिर वेल्डिंग (FSW) भी शामिल हैं। विशिष्ट फास्टनिंग अनुप्रयोगों के लिए स्टड वेल्डिंग शामिल है। परिरक्षित धातु आर्क वेल्डिंग (SMAW) शामिल नहीं है क्योंकि एल्यूमीनियम SMAW इलेक्ट्रोड हाइग्रोस्कोपिक फ्लक्स अवशेष उत्पन्न करते हैं जो संक्षारण का कारण बनता है और संरचनात्मक गुणवत्ता आवश्यकताओं के लिए अव्यावहारिक है।

D1.2 में पूर्वतापन आवश्यकताएँ

D1.2 सीमाएँ अधिकतम preheat and interpass to 250 degrees F (120 degrees C) for heat-treatable aluminum alloys and 5000-series Al-Mg alloys containing more than 3% Mg, and holding times at तापमान shall not exceed 15 minutes. This is the opposite philosophy from D1.1, where preheat prevents hydrogen cracking by slowing cooling. In aluminum, excessive preheat can cause hot cracking and overaging of susceptible alloys.

एल्यूमीनियम वेल्डिंग में पूर्वतापन का उद्देश्य स्टील की तुलना में भिन्न होता है। D1.1 के तहत स्टील वेल्डिंग में, पूर्वतापन हाइड्रोजन-प्रेरित ठंडी दरार को रोकने के लिए शीतलन दर को धीमा करता है। एल्यूमीनियम में, प्राथमिक चिंता जोड़ क्षेत्र से नमी को हटाना और आधार धातु को ऐसे तापमान पर लाना है जो थर्मल शॉक को कम करता है, न कि हाइड्रोजन दरार को रोकना। एल्यूमीनियम में तरल अवस्था में इतनी अधिक हाइड्रोजन घुलनशीलता होती है कि हाइड्रोजन ठोसकरण के दौरान निकल जाता है बजाय इसके कि यह वेल्ड धातु में फंस जाए जैसा कि स्टील में होता है।

For heat-treatable aluminum alloys and 5000-series Al-Mg alloys containing more than 3% Mg, AWS D1.2 establishes a maximum preheat and अंतरपास तापमान of 250°F (120°C), and holding times at this temperature shall not exceed 15 minutes. This upper limit and time restriction exist because exceeding them can cause overaging, hot-cracking susceptibility, and mechanical property degradation in susceptible alloys. A 6061-T6 plate preheated above 250°F can lose 30 to 50 percent of its yield शक्ति permanently, with no recovery possible without full solution heat treatment and artificial aging.

अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए न्यूनतम पूर्वतापन केवल नमी को हटाना और धातु को ओस बिंदु से ऊपर लाना है। ठंडी मौसम की स्थिति में (32°F / 0°C से नीचे), मध्यम तापमान तक पूर्वतापन जोड़ों की सतहों पर संघनन को रोकता है। तापमान माप के लिए संपर्क थर्मामीटर या एल्यूमीनियम के लिए रेटेड तापमान-संकेतक क्रेयॉन का उपयोग करना चाहिए। इन्फ्रारेड थर्मामीटर को सटीक रीडिंग प्रदान करने के लिए परावर्तक एल्यूमीनियम सतहों के लिए उत्सर्जन सुधार की आवश्यकता होती है।

गर्म दरार और भराव धातु का चयन

गर्म दरार एल्यूमीनियम में प्राथमिक वेल्ड दोष चिंता है, न कि हाइड्रोजन दरार। भराव धातु का चयन महत्वपूर्ण है: ER4043 (Al-Si) 6xxx मिश्र धातुओं पर गर्म दरार का बेहतर प्रतिरोध करता है, जबकि ER5356 (Al-Mg) 5xxx मिश्र धातुओं के लिए उच्च शक्ति और बेहतर रंग मिलान प्रदान करता है। D1.2 तालिका 4.2 भराव धातु आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करता है।

गर्म दरार (ठोसकरण दरार) एल्यूमीनियम वेल्डिंग में प्रमुख दरार तंत्र है और यही प्राथमिक कारण है कि D1.2 को विशिष्ट भराव धातु योग्यता की आवश्यकता होती है। गर्म दरारें तब बनती हैं जब वेल्ड धातु ठोस होती है और सिकुड़ती है, और ठोस होने वाले दानों के बीच बची हुई तरल फिल्म तन्य तनाव को बनाए नहीं रख पाती है। दरार आमतौर पर वेल्ड सेंटरलाइन पर या वेल्ड पास के अंत में क्रेटर में दिखाई देती है।

एल्यूमीनियम में गर्म दरार के लिए भराव धातु का चयन प्राथमिक इंजीनियरिंग नियंत्रण है। दो सबसे आम संरचनात्मक एल्यूमीनियम भराव ER4043 (एल्यूमीनियम-सिलिकॉन) और ER5356 (एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम) हैं। ER4043 में लगभग 5% सिलिकॉन होता है, जो ठोसकरण तापमान सीमा को कम करता है और बेहतर तरलता प्रदान करता है, जिससे गर्म दरार संवेदनशीलता कम होती है। ER5356 में लगभग 5% मैग्नीशियम होता है, जो उच्च वेल्ड धातु शक्ति और बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है लेकिन इसमें व्यापक ठोसकरण सीमा होती है। उनके बीच का चुनाव आधार मिश्र धातु, सेवा वातावरण और क्या वेल्डमेंट को एनोडाइज किया जाएगा (ER5356 आधार धातु के रंग से मेल खाने के लिए एनोडाइज करता है, जबकि ER4043 गहरा हो जाता है) पर निर्भर करता है।

D1.2 को आधार धातु मिश्र धातु के साथ भराव धातु की संगतता की आवश्यकता होती है। ER4043 भराव के साथ 6061 आधार धातु की वेल्डिंग से आधार धातु की तुलना में कम शक्ति वाला वेल्ड बनता है लेकिन उत्कृष्ट दरार प्रतिरोध होता है। 6061 पर ER5356 का उपयोग करने से उच्च वेल्ड शक्ति मिलती है लेकिन थोड़ी अधिक दरार संवेदनशीलता होती है। 5xxx आधार धातुओं (5083, 5086, 5456) की वेल्डिंग के लिए 5xxx भराव धातुओं की आवश्यकता होती है — 5xxx मिश्र धातुओं पर 4043 का उपयोग करने से वेल्ड में एक भंगुर Al-Mg2Si इंटरमेटेलिक यौगिक बन सकता है जो लचीलापन और कठोरता को कम करता है।

D1.2 में मिश्र धातु परिवार

D1.2 दो प्राथमिक मिश्र धातु परिवारों को कवर करता है। 5xxx श्रृंखला (Al-Mg) मिश्र धातु जैसे 5083 और 5086 गैर-ऊष्मा-उपचार योग्य, कार्य-कठोर होते हैं, और समुद्री और दबाव पोत अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं। 6xxx श्रृंखला (Al-Mg-Si) मिश्र धातु जैसे 6061 और 6063 ऊष्मा-उपचार योग्य होते हैं और संरचनात्मक एक्सट्रूज़न और वास्तुशिल्प अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।

5xxx श्रृंखला (एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम)

5xxx मिश्र धातु गैर-ऊष्मा-उपचार योग्य होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनकी शक्ति अवक्षेपण कठोरता के बजाय ठोस समाधान कठोरता और कार्य कठोरता से आती है। 5083, 5086, 5454 और 5456 जैसे मिश्र धातु आमतौर पर संक्षारण प्रतिरोध की आवश्यकता वाले संरचनात्मक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, जिनमें समुद्री संरचनाएं, रासायनिक भंडारण टैंक और परिवहन उपकरण शामिल हैं। ये मिश्र धातु वेल्डिंग के बाद अच्छी शक्ति बनाए रखते हैं क्योंकि ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र (HAZ) एनील्ड (O टेम्पर) स्थिति में वापस आ जाता है, और 5xxx मिश्र धातुओं की एनील्ड शक्ति कार्य-कठोर शक्ति के अपेक्षाकृत करीब होती है। 5xxx मिश्र धातुओं के लिए भराव धातु आमतौर पर ER5183, ER5356, या ER5556 होते हैं।

6xxx श्रृंखला (एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम-सिलिकॉन)

6xxx मिश्र धातु ऊष्मा-उपचार योग्य होते हैं और संरचनात्मक एक्सट्रूज़न, वास्तुशिल्प अनुप्रयोगों और हल्के-गेज संरचनात्मक सदस्यों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। मिश्र धातु 6061-T6 और 6063-T6 सबसे आम संरचनात्मक ग्रेड हैं। इन मिश्र धातुओं में वेल्डिंग के दौरान HAZ में महत्वपूर्ण शक्ति का नुकसान होता है — आमतौर पर T6 स्थिति की उपज शक्ति का 40 से 50 प्रतिशत — क्योंकि वेल्डिंग ऊष्मा मैग्नीशियम-सिलिकॉन अवक्षेपों को अत्यधिक उम्र देती है जो T6 टेम्पर शक्ति प्रदान करते हैं। HAZ की वेल्ड-स्थिति में शक्ति जोड़ की डिजाइन क्षमता को नियंत्रित करती है। कई हफ्तों में प्राकृतिक उम्र बढ़ने के माध्यम से कुछ शक्ति पुनर्प्राप्ति होती है, लेकिन पूर्ण पुनर्प्राप्ति के लिए वेल्ड उपरांत समाधान ऊष्मा उपचार और कृत्रिम उम्र बढ़ने की आवश्यकता होती है, जो निर्मित संरचनाओं के लिए शायद ही कभी व्यावहारिक होता है।

D1.2 के तहत प्रक्रिया योग्यता

D1.2 को सभी वेल्डिंग प्रक्रियाओं को परीक्षण द्वारा योग्य बनाने की आवश्यकता है। D1.1 के विपरीत, एल्यूमीनियम के लिए कोई पूर्व-योग्य WPS पथ नहीं है — प्रत्येक WPS को विनाशकारी परीक्षा के साथ प्रक्रिया योग्यता परीक्षण द्वारा समर्थित होना चाहिए। आवश्यक चर में मिश्र धातु परिवार, भराव धातु, वेल्डिंग प्रक्रिया और परिरक्षण गैस संरचना शामिल हैं।

AWS D1.2 को सभी वेल्डिंग प्रक्रिया विनिर्देशों को परीक्षण द्वारा योग्य बनाने की आवश्यकता है। D1.1 के विपरीत, जो स्टील के लिए खंड 5 के तहत एक पूर्व-योग्य WPS पथ प्रदान करता है, D1.2 में कोई पूर्व-योग्य छूट नहीं है — प्रत्येक प्रक्रिया को प्रक्रिया योग्यता परीक्षण द्वारा समर्थित होना चाहिए। योग्यता परीक्षण कूपन को WPS मापदंडों का उपयोग करके वेल्ड किया जाना चाहिए और फिर लागू स्वीकृति मानदंडों के अनुसार परीक्षण किया जाना चाहिए, जिसमें आमतौर पर तन्य परीक्षण, बेंड परीक्षण और मैक्रोएच परीक्षा शामिल होती है।

D1.2 में आवश्यक चर में आधार धातु मिश्र धातु समूह, भराव धातु वर्गीकरण, वेल्डिंग प्रक्रिया, परिरक्षण गैस संरचना, स्थिति, मोटाई सीमा, पूर्वतापन तापमान और जोड़ डिजाइन शामिल हैं। योग्य सीमा से परे किसी भी आवश्यक चर में परिवर्तन के लिए एक नए परीक्षण कूपन के साथ पुन: योग्यता की आवश्यकता होती है। मोटाई, स्थिति और आधार धातु समूहों के लिए योग्यता सीमाएं मानक में परिभाषित हैं और यह निर्धारित करती हैं कि एक एकल प्रक्रिया योग्यता को कितनी व्यापक रूप से लागू किया जा सकता है।

वेल्डर प्रदर्शन योग्यता के लिए प्रत्येक वेल्डर या वेल्डिंग ऑपरेटर को एक योग्य WPS का उपयोग करके ध्वनि एल्यूमीनियम वेल्ड बनाने की क्षमता प्रदर्शित करने की आवश्यकता होती है। परीक्षण के लिए लागू स्थिति में एक परीक्षण कूपन का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है जो बेंड परीक्षण या रेडियोग्राफिक परीक्षा पास करता है। एल्यूमीनियम वेल्डिंग के लिए स्टील की तुलना में काफी अलग तकनीक की आवश्यकता होती है — उच्च तापीय चालकता तेजी से ऊष्मा के फैलाव का कारण बनती है, जिसके लिए वेल्ड पूल को बनाए रखने के लिए उच्च यात्रा गति और विभिन्न टॉर्च कोणों की आवश्यकता होती है।

TIG (GTAW) एल्यूमीनियम तकनीक — यह स्टील से अलग क्यों दिखती है

D1.2 संरचनात्मक आवश्यकताएं निर्धारित करता है लेकिन TIG तरंग सेटिंग्स को निर्धारित नहीं करता है — तकनीक वेल्डर का एक योग्य WPS के भीतर का निर्णय है। एल्यूमीनियम वेल्ड ठीक दिख सकते हैं फिर भी मूल धातु से टूट सकते हैं क्योंकि एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Al2O3) लगभग 3,700°F पर पिघलता है जबकि मूल धातु 1,220°F पर पिघलती है। AC करंट ऑक्साइड को साफ करता है; वेल्डर EN/EP संतुलन को डायल करता है।

सफाई की समस्या और AC समाधान

AC TIG पर, करंट इलेक्ट्रोड-नेगेटिव (EN) के बीच वैकल्पिक होता है, जो पिघले हुए धातु में ऊष्मा डालता है, और इलेक्ट्रोड-पॉजिटिव (EP) के बीच, जो आधार धातु से ऑक्साइड को हटाता है। पर्याप्त EP के बिना, ऑक्साइड अपनी जगह पर रहता है और भराव एक दूषित सतह पर चिपक जाता है जो कभी भी धातुकर्मीय रूप से फ्यूज नहीं होता है — जो स्टैक्ड डाइम की एक पंक्ति जैसा दिखता है वह एक रिलीज फिल्म के ऊपर बैठा होता है। बहुत अधिक EP के साथ, टंगस्टन अत्यधिक गर्म हो जाता है और पिघला हुआ धातु गंदा हो जाता है। TIG मशीन पर "AC बैलेंस" नियंत्रण उस EN/EP प्रतिशत को निर्धारित करता है। अधिकांश एल्यूमीनियम कार्य 65 से 80 प्रतिशत EN (35 से 20 प्रतिशत EP के अनुरूप) के आसपास चलता है ताकि टंगस्टन को जलाए बिना एक साफ पिघला हुआ धातु प्राप्त हो सके। मिलर और ESAB से विक्रेता मार्गदर्शन उच्च EN प्रतिशत (70 से 90 प्रतिशत) की ओर बढ़ने का वर्णन करता है जब टंगस्टन कप में वापस पिघल रहा होता है — यह एक संकेत है कि EP चक्र बहुत लंबा है। ये प्रतिशत सामान्य TIG तकनीक हैं, न कि D1.2 संहिता आवश्यकताएँ।

AC पर टंगस्टन का चुनाव

शुद्ध टंगस्टन (हरा बैंड) ट्रांसफार्मर-आधारित मशीनों पर AC TIG एल्यूमीनियम के लिए पारंपरिक विकल्प था क्योंकि यह स्वाभाविक रूप से एक गोलाकार टिप बनाता है, जो AC पर आर्क स्थिरता देता है। विस्तारित संतुलन और AC आवृत्ति नियंत्रण वाली आधुनिक इन्वर्टर-आधारित मशीनें नुकीले या कटे हुए 2% सेरिएटेड या 2% लैंथानेटेड टंगस्टन के साथ बेहतर काम करती हैं — ये एक तेज आर्क बनाए रखते हैं, शुरुआत में सुधार करते हैं, और वेल्डर को कम ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र की चौड़ाई के साथ जोड़ पर सटीक रूप से ऊष्मा निर्देशित करने देते हैं। D1.2 टंगस्टन प्रकार निर्दिष्ट नहीं करता है। D1.2 §4.6 को परिरक्षण गैस को AWS A5.32 का पालन करने की आवश्यकता है, और तालिका 4.4 निर्माण के दौरान अनिवार्य तकनीक आवश्यकताओं को निर्धारित करती है — धातु स्थानांतरण मोड, टॉर्च की स्थिति, दिशा (ऊर्ध्वाधर पर ऊपर की ओर), और अधिकतम एकल-पास फ़िलेट वेल्ड आकार। टंगस्टन की तैयारी, संतुलन प्रतिशत, और आर्गन प्रवाह दर वेल्डर द्वारा उन तालिका 4.4 सीमाओं के भीतर किए गए तकनीकी निर्णय हैं।

एल्यूमीनियम वेल्ड सौंदर्यशास्त्र से निरीक्षण में क्यों पास होते हैं और ब्रेक टेस्ट में फेल हो जाते हैं

यह एल्यूमीनियम वेल्डर-योग्यता ब्रेक परीक्षणों पर बार-बार होने वाली विफलता मोड है: साफ, समान दूरी वाले डाइम की एक पंक्ति जो वेल्ड के पैर पर आधार धातु से साफ टूट जाती है। दृश्यमान बीड EN चरण के दौरान बढ़ी लेकिन कभी भी अंतर्निहित आधार में फ्यूज नहीं हुई, क्योंकि या तो ऑक्साइड को नहीं हटाया गया था (अपर्याप्त EP) या मूल धातु कभी भी पिघले हुए धातु के नीचे संलयन तापमान तक नहीं पहुंची। निदान फ्रैक्चर सतह ही है — यदि ब्रेक चांदी-चमकीला है जिसमें कोई दृश्यमान आधार-धातु पिघल नहीं है, तो बीड ऑक्साइड पर बैठा था। यदि फ्रैक्चर वेल्ड धातु से होकर गुजरता है जिसमें एक खुरदरी रेशेदार सतह दिखाई देती है, तो संलयन हुआ लेकिन वेल्ड गला भार के लिए छोटा था, जो AC तकनीक के बजाय भराव के चुनाव और जोड़ ज्यामिति की ओर इशारा करता है।

D1.2 अन्य AWS संरचनात्मक संहिताओं से कैसे तुलना करता है

D1.2 एल्यूमीनियम संरचनात्मक वेल्डिंग को नियंत्रित करता है जबकि D1.1 कार्बन स्टील को नियंत्रित करता है। मौलिक अंतर: एल्यूमीनियम वेल्डिंग गर्म दरार को रोकती है (पूर्वतापन अधिकतम 250 डिग्री F तक सीमित) जबकि स्टील वेल्डिंग हाइड्रोजन दरार को रोकती है (तालिका 5.11 के अनुसार पूर्वतापन आवश्यक है)। D1.2 GMAW और GTAW का उपयोग करता है; D1.1 SMAW, SAW और FCAW की भी अनुमति देता है।

D1.2 बनाम D1.1 (स्टील)

D1.1 governs संरचनात्मक स्टील वेल्डिंग where the primary metallurgical concern is hydrogen-induced cracking in the ताप प्रभावित क्षेत्र. D1.1 addresses this through mandatory preheat tables (Table 5.11) that require up to roughly 300°F based on कार्बन समतुल्य, process hydrogen level, and material मोटाई. D1.2 limits preheat and interpass to 250°F maximum for heat-treatable alloys and 5000-series Al-Mg alloys above 3% Mg because overheating damages those aluminum alloys. D1.1 prequalifies WPS procedures under खंड 5 for common steel joint configurations — D1.2 requires qualification परीक्षण for every procedure. D1.1 permits SMAW, SAW, GMAW, and FCAW — D1.2 covers GMAW, GTAW, PAW-VP, FSW, and stud वेल्डिंग but prohibits SMAW.

D1.2 बनाम D1.6 (स्टेनलेस स्टील)

D1.6 covers structural stainless steel welding. Both D1.2 and D1.6 साझा करें the characteristic that heat input must be carefully limited rather than aggressively applied. D1.6 limits interpass temperature to 350°F for austenitic stainless steels to prevent sensitization. D1.2 limits preheat and interpass to 250°F for heat-treatable alloys and 5000-series Al-Mg alloys above 3% Mg to prevent alloy damage. Both codes require procedure qualification testing without a prequalified path. The atmospheric contamination control required for aluminum (moisture) differs from stainless steel (surface contamination causing loss of corrosion resistance).

D1.2 बनाम D1.9 (टाइटेनियम)

D1.9 covers structural titanium welding. Both aluminum and titanium require careful atmosphere control during welding, but for different reasons. Aluminum requires clean, dry surfaces to prevent सरंध्रता from hydrogen and oxide inclusions. Titanium requires inert atmosphere shielding on both sides of the वेल्ड and trailing shields to prevent oxygen and nitrogen contamination that कारण embrittlement. Both codes prohibit SMAW. D1.9 most commonly uses GTAW but also permits GMAW, PAW, EBW, and LBW, while D1.2 uses GMAW, GTAW, PAW-VP, SW, and FSW.

Aspect D1.2 (Aluminum) D1.1 (Steel)
Base metals5xxx/6xxx aluminum alloysCarbon and low-alloy steels
Preheat/interpass cap250°F for heat-treatable + >3% Mg 5xxx alloysTable 5.11 lookup
Primary concernHot cracking preventionHydrogen cracking prevention
Filler metalER4043, ER5356 (A5.10)AWS A5.1/A5.18/A5.20
ProcessesGMAW, GTAWSMAW, GMAW, FCAW, SAW, GTAW
Prequalified WPS?No — all require testingYes (Clause 5)

संबंधित मानक मार्गदर्शिकाएँ

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

AWS D1.2 पूर्वतापन को अधिकतम 250 डिग्री फ़ारेनहाइट (120 डिग्री सेल्सियस) तक सीमित करता है, और इस तापमान पर धारण करने का समय वेल्डिंग शुरू होने से पहले 15 मिनट से अधिक नहीं होना चाहिए। इस तापमान या धारण समय से अधिक होने पर 6061-T6 और 6063-T6 जैसे ऊष्मा-उपचार योग्य मिश्र धातुओं में अनाज का बढ़ना और महत्वपूर्ण शक्ति का नुकसान हो सकता है। स्टील के विपरीत जहाँ उच्च पूर्वतापन अक्सर फायदेमंद होता है, धातुकर्म संबंधी क्षति से बचने के लिए एल्यूमीनियम पूर्वतापन को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए।

एल्यूमीनियम में तरल अवस्था में हाइड्रोजन की घुलनशीलता बहुत अधिक होती है लेकिन ठोस अवस्था में बहुत कम घुलनशीलता होती है, इसलिए हाइड्रोजन ठोसकरण के दौरान निकल जाता है बजाय इसके कि यह फंस जाए जैसा कि स्टील में होता है। एल्यूमीनियम में प्राथमिक दरार तंत्र गर्म दरार (ठोसकरण दरार) है, जो तब होती है जब वेल्ड धातु ठोसकरण के दौरान सिकुड़ती है और दानों के बीच बची हुई तरल फिल्म तन्य तनाव को बनाए नहीं रख पाती है। भराव धातु का चयन प्राथमिक नियंत्रण है — 4043 और 5356 भराव गर्म दरार संवेदनशीलता को कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

नहीं। AWS D1.2 संरचनात्मक एल्यूमीनियम अनुप्रयोगों के लिए परिरक्षित धातु आर्क वेल्डिंग (SMAW) को कवर नहीं करता है। अनुमत प्रक्रियाएं GMAW (MIG), GTAW (TIG), PAW-VP (परिवर्तनीय ध्रुवीयता के साथ प्लाज्मा आर्क वेल्डिंग), स्टड वेल्डिंग (SW), और FSW (घर्षण स्टिर वेल्डिंग — खंड 7 में कवर) हैं। GMAW उच्च जमाव दरों के कारण उत्पादन एल्यूमीनियम वेल्डिंग के लिए सबसे आम प्रक्रिया है, जबकि GTAW को पतले वर्गों और रूट पास के लिए पसंद किया जाता है जहाँ सटीक ऊष्मा नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

AWS D1.1 संरचनात्मक स्टील वेल्डिंग को कवर करता है जबकि D1.2 संरचनात्मक एल्यूमीनियम वेल्डिंग को कवर करता है। धातुकर्म संबंधी चिंताएं मौलिक रूप से भिन्न हैं — D1.1 पूर्वतापन तालिकाओं (तालिका 5.11) के माध्यम से हाइड्रोजन-प्रेरित दरार को संबोधित करता है, जबकि D1.2 भराव धातु के चयन और नियंत्रित ऊष्मा इनपुट के माध्यम से गर्म दरार को संबोधित करता है। D1.2 पूर्वतापन को अधिकतम 250 डिग्री फ़ारेनहाइट (120 डिग्री सेल्सियस) तक सीमित करता है, जबकि D1.1 उच्च-कार्बन-समतुल्य स्टील्स के लिए 400 डिग्री फ़ारेनहाइट तक पूर्वतापन की आवश्यकता होती है। D1.2 SMAW की अनुमति नहीं देता है, जबकि D1.1 SMAW प्रक्रियाओं को पूर्व-योग्य बनाता है।

AWS D1.2 संरचनात्मक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले गढ़े हुए और कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को कवर करता है, मुख्य रूप से 5xxx श्रृंखला (एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम, जैसे 5083, 5086, 5454, और 5456) और 6xxx श्रृंखला (एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम-सिलिकॉन, जैसे 6061, 6063, और 6082) से। 5xxx मिश्र धातु गैर-ऊष्मा-उपचार योग्य होते हैं और वेल्डिंग के बाद शक्ति बनाए रखते हैं, जबकि 6xxx मिश्र धातु ऊष्मा-उपचार योग्य होते हैं और ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र में शक्ति का नुकसान अनुभव करते हैं जब तक कि वेल्ड उपरांत ऊष्मा उपचार लागू न किया जाए।

यह AC TIG एल्यूमीनियम पर क्लासिक ऑक्साइड-संलयन विफलता मोड है। एल्यूमीनियम की सतह ऑक्साइड (Al2O3) लगभग 3,700 डिग्री फ़ारेनहाइट पर पिघलती है जबकि मूल धातु लगभग 1,220 डिग्री फ़ारेनहाइट पर पिघलती है। यदि AC संतुलन में बहुत कम इलेक्ट्रोड-पॉजिटिव (EP) समय होता है, तो ऑक्साइड को आधार धातु से हटाने वाली सफाई क्रिया अपर्याप्त होती है, और भराव बीड धातुकर्मीय रूप से फ्यूज किए बिना एक अनपिघली ऑक्साइड फिल्म के ऊपर ठोस हो जाता है। बीड पूरी तरह से स्टैक्ड दिख सकता है, लेकिन एक ब्रेक टेस्ट इसे साफ कर देता है क्योंकि नीचे कोई धातुकर्मीय बंधन नहीं होता है। इसका समाधान AC तरंग पर अधिक EP समय (कम EN प्रतिशत), एक साफ और सूखी जोड़ सतह, और यह पुष्टि करना है कि मूल धातु पिघले हुए धातु के नीचे संलयन तापमान तक पहुंचती है — न केवल बीड के नीचे।

D1.2 तालिका 4.2 6061-से-6061 फ़िलेट वेल्ड के लिए ER4043 को मानक भराव के रूप में अनुशंसित करता है। ER5356 (एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम, लगभग 5 प्रतिशत Mg) उद्योग में एक विकल्प के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जब उच्च कतरनी शक्ति की आवश्यकता होती है और D1.2 के तहत इसकी अनुमति है जब विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं (तालिका 4.2 नोट 5) द्वारा उचित ठहराया जाता है और खंड 3 प्रक्रिया योग्यता के अनुसार योग्य होता है। चुनाव इस बात पर निर्भर करता है कि ब्रेक टेस्ट क्या लोड कर रहा है। ER5356 में ER4043 (एल्यूमीनियम-सिलिकॉन, लगभग 5 प्रतिशत Si) की तुलना में उच्च कतरनी शक्ति और उच्च लचीलापन होता है — ESAB और होबार्ट से विक्रेता मार्गदर्शन पुष्टि करता है कि 5356 में वेल्डेड फ़िलेट पर उल्लेखनीय रूप से उच्च कतरनी शक्ति होती है। कतरनी या बेंड में फ़िलेट को लोड करने वाले ब्रेक टेस्ट के लिए, 5356 अधिक रूढ़िवादी विकल्प है। ER4043 वेल्डिंग के दौरान अधिक दरार-प्रतिरोधी होता है, खिलाना आसान होता है, और एक चिकनी बीड उत्पन्न करता है, लेकिन इसकी कम कतरनी शक्ति एक छोटे वेल्ड गले को आधार धातु के उपज से पहले ज्यामितीय रूप से विफल कर सकती है।

नियम के तौर पर नहीं। D1.2 §4.9 6061-T6 सहित ऊष्मा-उपचार योग्य मिश्र धातुओं के लिए पूर्वतापन को 250 डिग्री फ़ारेनहाइट (120 डिग्री सेल्सियस) तक सीमित करता है, जिसमें पूर्वतापन तापमान पर धारण करने का समय 15 मिनट तक सीमित होता है। इसका कारण यह है कि 250 डिग्री फ़ारेनहाइट से अधिक होने पर मैग्नीशियम-सिलिकॉन अवक्षेपों का अत्यधिक उम्र बढ़ना होता है जो 6061 को उसकी T6 शक्ति देते हैं, और परिणामस्वरूप ऊष्मा-प्रभावित-क्षेत्र शक्ति का नुकसान पूर्ण समाधान ऊष्मा उपचार के बिना स्थायी होता है। अधिकांश पतले-खंड 6061 कार्य के लिए, किसी पूर्वतापन की आवश्यकता नहीं होती है। ठंडी परिस्थितियों में मोटे वर्गों के लिए, जोड़ को केवल नमी को बाहर निकालने के लिए पर्याप्त गर्म करें — अक्सर 100 डिग्री फ़ारेनहाइट (38 डिग्री सेल्सियस) जितना कम — 250 डिग्री फ़ारेनहाइट अधिकतम से अधिक न हो। न्यूनतम नमी हटाना है, न कि धातुकर्मीय कंडीशनिंग।

TIG वेल्डर पर AC संतुलन सेटिंग यह निर्धारित करती है कि प्रत्येक चक्र का कितना हिस्सा इलेक्ट्रोड-नेगेटिव (EN, प्रवेश) बनाम इलेक्ट्रोड-पॉजिटिव (EP, ऑक्साइड सफाई) है। EP वह है जो पिघले हुए धातु के आगे एल्यूमीनियम ऑक्साइड परत (Al2O3) को हटाता है ताकि भराव आधार धातु के साथ फ्यूज हो सके; EN संलयन के लिए पिघले हुए धातु में ऊष्मा डालता है। बहुत कम EP होने पर ऑक्साइड अपनी जगह पर रहता है और संलयन को रोकता है; बहुत अधिक EP होने पर टंगस्टन अत्यधिक गर्म हो जाता है और पिघले हुए धातु को दूषित करता है। अधिकांश उत्पादन एल्यूमीनियम कार्य 65 से 80 प्रतिशत EN (35 से 20 प्रतिशत EP) पर चलता है। आधुनिक इन्वर्टर मशीनों पर, संतुलन और AC आवृत्ति स्वतंत्र रूप से समायोज्य होते हैं, जिससे पिघले हुए धातु पर अधिक ध्यान केंद्रित किया जा सकता है और ऊष्मा-प्रभावित-क्षेत्र की चौड़ाई कम हो जाती है। यह सामान्य TIG तकनीक है, न कि D1.2 संहिता आवश्यकता — D1.2 आवश्यक चर और योग्यता को नियंत्रित करता है लेकिन विशिष्ट तरंग सेटिंग्स को निर्धारित नहीं करता है।