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 Standart medium-Mg 5xxx and dissimilar-joint filler; reach for ER5183 when you need higher shear Dayanım on 5083-class structural work; reach for ER5556 when Kaynak 5456 to itself (footnote a) or when matching the highest-strength 5xxx alloys.
Alüminyumda İlave Metal Seçimi Neden Önemlidir?
Alüminyum Kaynağı, çelik Kaynağına göre daha az proses seçeneğine sahiptir (D1.2 GMAW, GTAW, PAW-VP, FSW ve saplama Kaynağını kapsar ancak SMAW'yi hariç tutar), bu nedenle İlave Metal seçimi metalurjik yükün daha fazlasını taşır. Alüminyumda yanlış İlave Metal, bazen yıllar sonra ortaya çıkan üç arıza modundan birini üretir: katılaşma sırasında sıcak çatlama, ergime hattında kırılgan Mg2Si intermetalikleri veya servis sırasında sürekli Mg2Al3 çökelmesinden kaynaklanan gerilme korozyonu çatlaması.
D1.2 §4.4.1 anchors the choice: "Filler metal shall conform to AWS A5.10/A5.10M, Şartname for Bare Aluminum and Aluminum Alloy Welding Electrodes and Rods. Table 4.2 lists filler alloys recommended for various Ana Malzeme 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-Sıcaklık service, which overrides everything via Table 4.2 Note 4.
Beş Yapısal İlave Metal — Kimyasal Temel
A5.10 Tablo 1, her seçim kararını yönlendiren kimyayı verir. Si ve Mg ekseni, ER4043'ü 5xxx İlave Metallerinden ayırır; Mg-yüzdesi ekseni, ER5554'ü (Not 4'ün %3 eşiğinin altında) üzerindeki daha yüksek-Mg İlave Metallerinden ayırır.
| 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 |
Kimyadan iki desen ortaya çıkar. ER4043, tek Al-Si İlave Metalidir — etkili bir şekilde sıfır magnezyum, düşük katılaşma aralığı, düşük sıcak çatlama duyarlılığı ve Not 4 uzun süreli Sıcaklık yasağının dışındadır. Dört Al-Mg İlave Metali (5183, 5356, 5554, 5556) hepsi %2,4 ile %5,5 arasında magnezyum içerir, ancak sadece ER5554, Table 4.2 Not 4'ün %3 eşiğinde veya altındadır. ER5183, ER5356 ve ER5556 hepsi %3 Mg'nin üzerindedir ve bu nedenle uzun süreli Sıcaklık kuralı kapsamındadır.
5xxx-5xxx Kaynakları — Ana Malzeme Mg İçeriğine Göre Seçim
5xxx ailesi geniş bir magnezyum aralığını kapsar ve Table 4.2 İlave Metalleri buna göre seçer. Düşük-Mg 5xxx alaşımları için (5005, 5050, yaklaşık %0,5–1,4 Mg), Table 4.2 "4043, 5356" gösterir ve Not 1 her ikisinin de kabul edilebilir olduğunu doğrular; ER4043 tipik varsayılandır. Orta-Mg 5xxx alaşımları için (5052 yaklaşık %2,5 Mg, 5154/5254 yaklaşık %3,5), ER5356 standart seçimdir; 5454'ün kendi kendine Kaynağı istisnadır (ER5554, yüksek Sıcaklık 5454 servisi için tasarlanmış eşleşmedir). 5086 (yaklaşık %4 Mg), Table 4.2'nin satır gruplamasında döküm alaşımları 514.0 ve 535.0 ile birlikte yer alır ve birincil olarak ER5356'yı alır, ER5183 veya ER5556 Not 3 alternatifleri olarak kabul edilebilir. 5083/5456 satırı, Table 4.2'nin ER5183 veya ER5556'yı birincil öneri olarak gösterdiği tek 5xxx kendi kendine eşleşmesidir (5183, 5556a), ER5356 Not 3'e göre kabul edilebilir.
Table 4.2 Not 3, ikameyi açıkça belirtir: "5356 gösterildiğinde, 5183 veya 5556 kabul edilebilir alternatiflerdir." İkame keyfi değildir — ER5183 ve ER5556, ER5356'dan daha yüksek manganez (%0,5–1,0) içerir, bu da daha yüksek Kaynak Metali çekme ve kesme mukavemetine dönüşür.
"Önemli kesme yükü taşıyan 5083 yapısal kaynaklarında, ER5183 aynı prosedürle ER5356'dan rutin olarak %10 ila %15 daha yüksek kesme mukavemeti gösterir. Maliyet primi düşüktür, metalurjik ceza yoktur. 5356 kullanmak için bir stoklama nedeni olmadıkça 5083'te varsayılan olarak 5183 kullanırız." — Uygulayıcı notu, AlcoTec / Hobart İlave Metal seçim kılavuzu, Lincoln Electric ve ESAB ile çapraz doğrulandı.
Table 4.2 dipnot a'da özel bir durum belirtilmiştir: "5456'yı kendi kendine kaynak yapmak için 5556 önerilir." Ana Malzeme 5456, en yüksek mukavemetli 5xxx yapısal alaşımdır (yaklaşık %5 Mg) ve ER5556, %0,5–1,0 Mn içerirken kimyayı yakından eşleştirir. 5456 Ana Malzeme üzerindeki bir ER5556 Kaynağının Mekanik Özellikleri, Ana Malzemenin Kaynak Sonrası tavlanmış mukavemetine ER5356'dan daha yakından ulaşır. Yüksek gerilimli denizcilik, ulaşım veya basınç yapısı 5456 işleri için ER5556, tasarlanmış eşleşmedir; ER5356 sadece Not 3 alternatifi olarak izin verilir.
Özellikle 5454 için, ER5554 tasarlanmış eşleşmedir. ER5554, daha düşük magnezyum (%2,4–3,0, ER5356'da %4,5–5,5'e karşı) içerir, bu da onu Not 4'ün %3 Mg eşiğinde veya altında tutar. Bu, ER5554'ü, uzun süreli Sıcaklıkların 150°F'yi aşabileceği durumlarda 5454 servisi için izin verilen tek Al-Mg İlave Metali yapar.
6xxx-6xxx Kaynakları
6xxx alaşımlarını diğer 6xxx alaşımlarına kaynak yapmak için — 6005, 6005A, 6061, Alclad 6061, 6063, 6082, 6351 — Table 4.2 "4043, 5356" listeler ve Not 1 her ikisinin de kabul edilebilir olduğunu doğrular. ER4043 tipik varsayılandır. ER4043, yaklaşık %5 silikon (A5.10 Table 1'e göre Si %4,5–6,0) içerir, bu da katılaşma aralığını düşürür, sıcak çatlama duyarlılığını azaltır ve 5xxx İlave Metallerinden daha pürüzsüz kaynak dikişi profilleri üretir. Metalurjik eşleşme olumludur: 6xxx alaşımları magnezyum ve silikon içerir ve bir Al-Si İlave Metal, 6xxx katılaşma yolunda sıcak çatlamayı teşvik edecek ek magnezyum getirmez.
ER5356, 6xxx-6xxx kaynaklarında listelenen alternatiftir. Takas mekaniktir: ER5356, bir Köşe Kaynağında daha yüksek kesme mukavemeti üretir ancak daha yüksek sıcak çatlama riski ve aynı penetrasyon için daha fazla ark ısısı ile. Seçim, Kaynağın ne yüklendiğine bağlıdır. Kesme veya bükme altında bir kopma testini geçmesi gereken bir 6061 Köşe Kaynağı için, ER5356 daha muhafazakar geometrik seçimdir — arıza modunu Köşe Kaynağı boğazından Ana Malzeme Isıdan Etkilenen Bölgeye kaydırır. Düşük kesme servisindeki bir 6061 Köşe Kaynağı veya kaynak dikişi kozmetiklerinin önemli olduğu yerlerde (mimari, anodize işler) ER4043 daha iyi varsayılandır. ER5356'nın Table 4.2 Not 4'e (yüzde 3 Mg / 150°F uzun süreli kuralı) tabi olduğunu unutmayın; ER4043 değildir.
6xxx alaşımları, İlave Metal seçiminden bağımsız olarak Kaynak sonrası Isıdan Etkilenen Bölgede önemli mukavemet kaybı yaşar. Isıdan Etkilenen Bölge, tavlanmış duruma geri döner (tipik olarak T6 Akma Mukavemetinin %40–50 kaybı) ve Kaynak Sonrası Isıdan Etkilenen Bölge mukavemeti, birleşimin tasarım kapasitesini belirler. İlave Metal seçimi boğaz mukavemetini hareket ettirir ancak Isıdan Etkilenen Bölge mukavemetini geri kazandırmaz — bunu sadece Kaynak sonrası çözelti Isı İşlemi ve yapay yaşlandırma yapabilir ve bu, imal edilmiş yapılar için nadiren pratiktir.
5xxx-6xxx Farklı Kaynakları
Herhangi bir 5xxx-6xxx farklı birleşimi için — örneğin 5083'ü 6061'e veya 5086'yı 6063'e — ER5356, D1.2 Table 4.2 altında önerilen İlave Metaldir. 5xxx içeren bir birleşimde asla ER4043 kullanmayın. Metalurjik nedeni iyi belgelenmiştir: bir alüminyum-silikon İlave Metal (yaklaşık %5 Si içeren ER4043) bir 5xxx Ana Malzeme alaşımında (yaklaşık %2–5 Mg içeren) kullanıldığında, Ana Malzemedeki magnezyum, İlave Metaldeki silikon ile reaksiyona girerek ergime hattında kırılgan bir Mg2Si intermetalik bileşik oluşturur. İntermetalik, sünekliği ve tokluğu keskin bir şekilde azaltır ve döngüsel, şok veya düşük Sıcaklık yüklemesi altında bilinen uzun süreli bir arıza modu oluşturur.
Kural simetriktir: bir tarafı 5xxx alaşımı olan herhangi bir birleşim, magnezyum içeren bir İlave Metal kullanmalıdır (ER5356 varsayılan, Not 3'e göre ER5183 veya ER5556). Her iki taraf da 6xxx ise, ER4043 doğrudur. Bir taraf 5xxx ise, ER5356 doğrudur. Uygulayıcılar bazen kozmetik fayda için (daha pürüzsüz kaynak dikişi, beslemesi daha kolay) karışık bir 5xxx-6xxx birleşiminde ER4043'ü dener ve aylar veya yıllar sonra servis yükü altında kırılgan kırılma arıza modunu keşfederler. Arıza belirgin değildir ve geri döndürülemez.
Döküm-Dövme Kaynakları
D1.2'deki döküm alaşımları (354.0, A356.0, 357.0, A357.0, 359.0, 443.0, A444.0, 514.0, 535.0) kendi İlave Metal seçim mantıklarını takip eder. Dövme-döküm birleşimleri genellikle ER4043 kullanır çünkü döküm alaşımlarının çoğu alüminyum-silikon bazlıdır ve İlave Metal, Ana Malzeme kimyasıyla eşleşir. İstisna, Table 4.2'nin mukavemet eşleşmesi için ER4145 (daha yüksek Cu içeren bir Al-Si İlave Metal) ile belirttiği yüksek mukavemetli döküm alaşımları 354.0 ve C355.0'dır.
5xx.x serisi alaşımlardaki (514.0, 535.0) döküm-döküm kaynakları, Ana Malzeme kimyası Al-Si değil, Al-Mg olduğu için 5xxx İlave Metallerini kullanır. Aynı Mg2Si intermetalik yasağı geçerlidir — 5xx.x döküm alaşımını ER4043 ile kaynak yapmayın. Döküm alaşımı özelliklerini öğrenmek için D1.2 Table 4.2 matrisinin tamamına bakın; bu sayfa yüksek frekanslı dövme kombinasyonlarını kapsar.
Yüzde 3 Mg / 150°F Uzun Süreli Sıcaklık Kuralı
D1.2 Table 4.2 Not 4, alüminyum İlave Metal seçimindeki en önemli ve en çok gözden kaçan kurallardan biridir. Aynen şöyle der: "%3'ten fazla Mg içeren Al-Mg alaşımları, 150°F'nin üzerinde uzun süreli maruziyetlerin yaşandığı uygulamalarda kullanılmamalıdır."
Mekanizma metalurjiktir. Yaklaşık %3'ten fazla magnezyum içeren alüminyum-magnezyum alaşımları, yaklaşık 150°F (66°C) üzerinde sürekli tutulduğunda tane sınırlarında Mg2Al3 (beta fazı) sürekli çökelmesi yaşar. Haftalar, aylar veya yıllar süren servis boyunca, tane sınırı çökeltisi, Kaynak Metalini çekme yükü altında gerilme korozyonu çatlamasına karşı hassas hale getirir — özellikle klor içeren veya deniz atmosferlerinde. Arıza, Kaynak anında veya standart Mekanik Testlerde ortaya çıkmaz; uzun süreli servis sonrası çatlama olarak görünür.
Kural, bu sayfadaki beş yapısal İlave Metalden üçünü kapsar: ER5183 (Mg %4,3–5,2), ER5356 (Mg %4,5–5,5) ve ER5556 (Mg %4,7–5,5). ER5554'ü (Mg %2,4–3,0, %3 eşiğinde veya altında) veya ER4043'ü (Mg %0,05 Maksimum, etkili bir şekilde sıfır) kapsamaz. Pratik çıkarımlar:
- 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.
Not 4, her yüksek Sıcaklık uygulamasında Al-Mg İlave Metallerini yasaklamaz — sadece uzun süreli servislerde %3 Mg üzeri İlave Metallerini yasaklar. "Uzun süreli" tanımı mühendislik yargısının bir parçasıdır, ancak savunulabilir bir okuma, 150°F'nin üzerinde birkaç yüz çalışma saatinden fazla olan her şeydir. Şüpheniz varsa, ER4043'ü (veya 5454 Ana Malzeme ile eşleşirken ER5554'ü) kullanın veya Not 5 altında bir alternatifi onaylayın.
Not 5 — Özel Gereksinimli İlave Metal Seçimi
D1.2 Table 4.2 Not 5, A5.10 ailesi içindeki standart dışı İlave Metal seçimleri için bir yol ayırır: "Yukarıda gösterilenlerden farklı İlave Metal alaşımlarının seçimini gerektiren özel gereksinimlerin olduğu uygulamalar vardır." Not 5, önerilen İlave Metal matrisinin bir başlangıç noktası olduğunu, mutlak bir reçete olmadığını kabul eder. Yaygın Not 5 durumları arasında anodize mimari işler için renk eşleşmesi (ER5356, Ana Malzeme rengine uyacak şekilde anodize olurken ER4043 koyulaşır, bu nedenle 6xxx anodize işler bazen ER4043 tipik varsayılan olmasına rağmen ER5356 kullanır), korozyon ortamı optimizasyonu veya Not 3 ikame aralığı dışındaki yüksek mukavemetli uygulamalar yer alır.
D1.2'nin Prequalified WPS konsepti yoktur — D1.2 altındaki her WPS, bir Kaynak Prosedür Onay Raporu ile Madde 3'e göre onaylanmalıdır. Table 4.2'den sapan İlave Metal seçimi, WPS'de belgelenmeli ve diğer herhangi bir prosedür varyasyonu için gerekli olan aynı PQR Mekanik Testler aracılığıyla doğrulanmalıdır. Mühendis onayı ve A5.10 uygunluğuna izlenebilirlik, kapıları oluşturmaya devam eder.
Yaygın Seçim Hataları
1. 5xxx içeren bir birleşimde ER4043 kullanmak. Kırılgan Mg2Si intermetalik arıza modu, alüminyum Kaynağındaki en yaygın tek hatadır. Her iki tarafında 5xxx alaşımı bulunan her birleşim, magnezyum içeren bir İlave Metal kullanmalıdır.
2. Yüksek Sıcaklık servis uygulamasında ER5356, ER5183 veya ER5556 kullanmak. Table 4.2 Not 4, 150°F'nin üzerinde uzun süreli servis için %3 Mg üzeri Al-Mg İlave Metallerini yasaklar. Sürekli yüksek Sıcaklık servisi olan basınçlı kap ve proses borulama işleri ER4043'ü (veya 5454 Ana Malzeme ile eşleşirken ER5554'ü) kullanmalıdır.
3. 6xxx-6xxx işleri için varsayılan olarak ER5356 kullanmak. ER5356, 6xxx'te izin verilir (Table 4.2 ya 4043 ya da 5356'yı listeler) ancak ER4043'ten daha yüksek sıcak çatlama riski ve daha düşük kaynak dikişi kalitesiyle. ER5356 kullanmak için özel bir neden (kesme yüklü Köşe Kaynağı kopma testi, anodize kozmetik) olmadıkça 6xxx-6xxx varsayılanı olarak ER4043 kullanın.
4. 5083-5083 veya 5456-5456 Kaynağında birincil seçim olarak ER5356 kullanmak. Table 4.2, 5083/5456 işleri için birincil İlave Metal olarak ER5183'ü (veya ER5556'yı) gösterir. Dipnot a, 5456'yı kendi kendine kaynak yapmak için ER5556'yı belirtir. ER5356 sadece Not 3 alternatifi olarak izin verilir ve bu yüksek-Mg Ana Malzeme alaşımlarında daha düşük mukavemet üretir.
5. ER5554'ü genel amaçlı bir Al-Mg İlave Metal olarak ele almak. ER5554'ün belirli bir nişi vardır: yüksek Sıcaklık servisindeki 5454 Ana Malzeme. Düşük magnezyumu (%2,4–3,0), onu Not 4 eşiğinin altında tutar ancak diğer 5xxx işlerinde ER5356 / ER5183 / ER5556'dan daha düşük Kaynak Metali mukavemeti üretir. Genel 5xxx Kaynağında ER5554'ü ER5356 yerine kullanmayın.
Her İlave Metal Ne Zaman Seçilmeli — Seçim Özeti
Alaşımlı aileye göre seçim mantığı, yüksek Sıcaklık servisi bir geçersiz kılma olarak:
| 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) |
İki Uygunluk hatırlatıcısı. Birincisi, bu tablo Table 4.2 seçim mantığını özetlemektedir; tam D1.2 Table 4.2 yetkili matristir ve burada gösterilmeyen kombinasyonlar için başvurulmalıdır. İkincisi, her seçim, İlave Metalin §4.4.1'e göre AWS A5.10/A5.10M'ye uygun olduğunu varsayar; D1.2'nin Prequalified WPS yolu yoktur, bu nedenle İlave Metal seçimi dahil tüm prosedürler Clause 3 altında onaylanmalıdır.
CWI Sınav İpucu: ER4043 (Al-Si) ve 5xxx İlave Metalleri (Al-Mg) arasındaki A5.10 kimya farklılaşması, B Bölümü ve C Bölümü soru kalıbıdır. A5.10 yapısal servisinde ER4043'ün tek Al-Si İlave Metal olduğunu ve Not 4'ün 150°F'nin üzerinde uzun süreli servis için %3 Mg üzeri Al-Mg İlave Metallerini yasakladığını ezberleyin — ER5554 (%2,4–3,0 Mg) kuraldan kaçan tek Al-Mg İlave Metalidir. 5xxx-4043 ile Mg2Si intermetalik yasağı da sıkça karşılaşılan bir CWI maddesidir.
İlgili Standart Kılavuzları
Sıkça Sorulan Sorular
ER4043 ve ER5356 Arasındaki Fark Nedir?
ER4043, yaklaşık %5 silikon (A5.10 Table 1'e göre Si %4,5 ila %6,0) ve esasen sıfır magnezyum (%0,05 Maksimum) içeren bir alüminyum-silikon İlave Metalidir. ER5356, yaklaşık %5 magnezyum (Mg %4,5 ila %5,5) içeren bir alüminyum-magnezyum İlave Metalidir. Kimya, uygulamayı yönlendirir: ER4043, daha düşük katılaşma aralığına ve daha düşük sıcak çatlama duyarlılığına sahiptir, bu da onu magnezyum ve silikon içeren 6xxx serisi Ana Malzeme alaşımları (6061, 6063, 6082) için standart seçim yapar. ER5356, daha yüksek Kaynak Metali mukavemetine ve sünekliğine sahiptir, bu da onu orta-magnezyum 5xxx serisi Ana Malzeme alaşımları ve 5xxx-6xxx farklı birleşimleri için tipik seçim yapar. ER5356 ayrıca, bir Köşe Kaynağının kesme veya bükme altında yüklenen bir kopma testini geçmesi gerektiğinde muhafazakar seçimdir.
5083'ü 6061'e Kaynak Yapmak İçin Hangi İlave Metali Kullanmalıyım?
ER5356, D1.2 Table 4.2'ye göre 5083'ü (5xxx serisi, Al-Mg) 6061'e (6xxx serisi, Al-Mg-Si) kaynak yapmak için standart seçimdir. 5xxx içeren bir birleşimde asla ER4043 kullanmayın. Nedeni metalurjiktir: bir alüminyum-silikon İlave Metal (ER4043) bir 5xxx Ana Malzeme üzerinde kullanıldığında, Ana Malzemedeki magnezyum, İlave Metaldeki silikon ile reaksiyona girerek ergime hattında kırılgan bir Mg2Si intermetalik bileşik oluşturur. Bu intermetalik, sünekliği ve tokluğu keskin bir şekilde azaltır ve döngüsel veya şok yüklemesi altında bilinen uzun süreli bir arıza modu oluşturur. ER5356, 5xxx tarafına uyan magnezyum içeren kimyayı sağlar ve birleşimin her iki tarafında sağlam, sünek bir Kaynak bölgesi üretir. Table 4.2 Not 3'e göre, ER5356'nın gösterildiği her yerde ER5183 ve ER5556 da kabul edilebilir.
Her Alüminyum Kaynağı İçin Sadece ER5356 Kullanabilir miyim?
Hayır. ER5356 yaygın olarak kullanılır ve birçok birleşim için doğru seçimdir, ancak D1.2 altında evrensel değildir. Üç özel durum farklı bir şey gerektirir. Birincisi, 6xxx-6xxx kaynakları genellikle ER4043 gerektirir (Table 4.2 ya 4043 ya da 5356'yı listeler; ER4043, ER5356'dan daha düşük sıcak çatlama duyarlılığına sahiptir ve daha pürüzsüz kaynak dikişi profilleri üretir). İkincisi, 150°F uzun süreli servis kuralı (D1.2 Table 4.2 Not 4), bu eşiğin üzerindeki sürekli Sıcaklıklara sahip uygulamalarda %3'ten fazla magnezyum içeren Al-Mg İlave Metallerini yasaklar — bu yasak ER5183 (%4,3-5,2 Mg), ER5356 (%4,5-5,5 Mg) ve ER5556'yı (%4,7-5,5 Mg) kapsar, ancak özellikle yüksek Sıcaklık 5454 servisi için tasarlanmış olan ER5554'ü (Mg %2,4-3,0, %3 eşiğinde veya altında) kapsamaz. Üçüncüsü, 5083'ü 5083'e veya 5083'ü 5456'ya kaynak yapmak ER5183 veya ER5556 gerektirir (Table 4.2 dipnot a'ya göre 5456'yı kendi kendine kaynak yapmak için özellikle ER5556 önerilir) — ER5356 sadece Not 3 alternatifi olarak izin verilir. Table 4.2'yi okumak (veya Not 5 altında bir alternatifi onaylamak) tahmin etmekten daha hızlıdır.
ER5356 Yerine ER5183'ü Ne Zaman Kullanmalıyım?
D1.2 Table 4.2, ER5183'ü (veya ER5556'yı), yüksek magnezyumlu 5xxx alaşımları olan 5083 ve 5456'nın kendi kendine kaynaklanması için birincil önerilen İlave Metal olarak gösterir. Table 4.2 Not 3'e göre, ER5356'nın gösterildiği her yerde ER5183 ve ER5556 da kabul edilebilir alternatiflerdir. ER5183, ER5356'dan biraz daha yüksek magnezyum içeriğine (%4,3 ila %5,2) ve özellikle daha fazla manganeze (%0,50 ila %1,0) sahiptir (Mg %4,5 ila %5,5, Mn %0,05 ila %0,20). Daha yüksek manganez, ER5183'e daha iyi çekme ve kesme mukavemeti verir, özellikle daha yüksek mukavemetli 5xxx alaşımlarını kaynak yaparken. Ana Malzeme 5083 olduğunda, bir 5xxx yapısal uygulamasında Maksimum birleşim mukavemeti gerektiğinde veya ER5356'nın gösterildiği ve Not 3 altında mukavemet optimize edilmiş ikameyi istediğiniz her yerde ER5183 kullanın (5086 dahil — Table 4.2, 5086 için birincil olarak ER5356'yı listeler, ER5183 Not 3 alternatifi olarak kabul edilebilir). Orta-Mg 5xxx işleri (5052, 5154/5254) ve standart 5xxx mukavemetinin yeterli olduğu ve stoklama basitliğinin önemli olduğu farklı 5xxx-6xxx birleşimleri için ER5356 kullanın.
What is the 3% Mg / 150°F long-term service rule?
D1.2 Table 4.2 Not 4 aynen şöyle der: "%3'ten fazla Mg içeren Al-Mg alaşımları, 150°F'nin üzerinde uzun süreli maruziyetlerin yaşandığı uygulamalarda kullanılmamalıdır." Kural, %3 magnezyum eşiğinin üzerindeki Al-Mg İlave Metallerini kapsar: ER5183 (%4,3-5,2 Mg), ER5356 (%4,5-5,5 Mg) ve ER5556 (%4,7-5,5 Mg). ER5554'ü (Mg %2,4-3,0, %3 eşiğinde veya altında) kapsamaz — ER5554, yüksek Sıcaklık 5454 servisinde kullanılmak üzere özel olarak tasarlanmıştır. ER4043 (etkili bir şekilde sıfır magnezyum, %0,05 Maksimum içeren bir alüminyum-silikon İlave Metal) de Not 4'ten etkilenmez. Mekanizma, yaklaşık 150°F'nin üzerindeki tane sınırlarında sürekli Mg2Al3 çökelmesidir, bu da yüksek-Mg Kaynak Metalini çekme yükü altında gerilme korozyonu çatlamasına karşı hassas hale getirir, özellikle klor içeren veya deniz atmosferlerinde. Pratik çıkarım: basınçlı kaplar, sıcak akışkan boruları ve 150°F'nin üzerinde sürekli servisi olan herhangi bir alüminyum bileşen ER4043, ER5554'ü (Ana Malzeme alaşımı 5454 olduğunda ve Mg içeren kimya gerektiğinde) kullanmalı veya Not 5 altında bir alternatifi onaylamalıdır.
AWS D1.2 Sadece A5.10 İlave Metallerini Kullanmamı mı Gerektiriyor?
D1.2 §4.4.1, İlave Metalin AWS A5.10/A5.10M'ye, yani çıplak alüminyum ve alüminyum alaşım Kaynak elektrotları ve çubukları şartnamesine uygun olması gerektiğini açıkça belirtir. D1.2'nin Prequalified WPS konsepti olmadığını unutmayın — D1.2 altındaki her WPS, Clause 3'e göre onaylanmalıdır ve §4.4.1, İlave Metal gereksinimini tüm onaylanmış prosedürlerde evrensel olarak belirler. Table 4.2 Not 5, özel gereksinimlerin yukarıda gösterilenlerden farklı İlave Metal alaşımlarının seçimini gerekli kıldığı uygulamalar için bir yol ayırır, ancak bu yol A5.10 ailesi içinden seçim yapmaya uygulanır, A5.10 dışı İlave Metalleri yetkilendirmeye değil. ASME IX, AS/NZS 1554.5, EN ISO 18273 ve diğer kod rejimlerinin A5.10 ile örtüşebilecek ancak değiştirilemez kendi İlave Metal şartname dayanakları vardır. D1.2 altında çalışıyorsanız, A5.10/A5.10M uygunluğu kuraldır.
ER5556 Neden Özellikle 5456 Kaynağı İçin Belirtilmiştir?
D1.2'deki Table 4.2 dipnot a şöyle der: "5556, 5456'yı kendi kendine kaynak yapmak için önerilir." Nedeni mukavemet eşleşmesidir. Ana Malzeme 5456, yaklaşık %5 magnezyum içeriği ile en yüksek mukavemetli dövme alüminyum-magnezyum alaşımlarından biridir. ER5556, en yakın magnezyum içeriğine (%4,7 ila %5,5) ve ayrıca yüksek manganeze (%0,50 ila %1,0) sahiptir, bu da Kaynak Metalinin 5456 Ana Malzemenin Kaynak Sonrası tavlanmış mukavemetine yaklaşan Mekanik Özellikler vermesini sağlar. 5083/5456'dan 5083/5456'ya Kaynak için Table 4.2 hücresi, birincil öneri olarak "5183, 5556"yı gösterir ve ER5356 sadece Not 3 alternatifi olarak izin verilir. 5456'dan imal edilen yüksek mukavemetli denizcilik, ulaşım veya basınç yapıları için ER5556, tasarlanmış seçimdir; daha düşük gerilimli 5456 işleri veya onarımları için ER5183 veya ER5356 kabul edilebilir olabilir.