Gyda thwf alwminiwm o fewn y diwydiant weldio, a'i dderbyn fel dewis arall rhagorol yn lle dur ar gyfer llawer o gymwysiadau, mae gofynion cynyddol i'r rhai sy'n ymwneud â datblygu prosiectau alwminiwm ddod yn fwy cyfarwydd â'r grŵp hwn o ddeunyddiau. Er mwyn deall alwminiwm yn llawn, mae'n ddoeth dechrau trwy ddod yn gyfarwydd â'r system adnabod / dynodi alwminiwm, y nifer o aloion alwminiwm sydd ar gael a'u nodweddion.

System Dynodiad a Thymer Aloi Alwminiwm- Yng Ngogledd America, Cymdeithas Alwminiwm Inc. sy'n gyfrifol am ddyrannu a chofrestru aloion alwminiwm. Ar hyn o bryd mae dros 400 o alwminiwm gyr ac aloion alwminiwm gyr a thros 200 o aloion alwminiwm ar ffurf castiau ac ingotau wedi'u cofrestru gyda Chymdeithas Alwminiwm. Mae terfynau cyfansoddiad cemegol yr aloi ar gyfer yr holl aloion cofrestredig hyn wedi'u cynnwys yng nghynllun Cymdeithas Alwminiwm.Llyfr Glaswyrddo'r enw “Dynodiadau Aloion Rhyngwladol a Therfynau Cyfansoddiad Cemegol ar gyfer Alwminiwm Gweithiol ac Aloion Alwminiwm Gweithiol” ac yn euLlyfr Pinco'r enw “Dynodiadau a Therfynau Cyfansoddiad Cemegol ar gyfer Aloion Alwminiwm ar Ffurf Castiadau ac Ingotau. Gall y cyhoeddiadau hyn fod yn hynod ddefnyddiol i'r peiriannydd weldio wrth ddatblygu gweithdrefnau weldio, a phan fo ystyried cemeg a'i chysylltiad â sensitifrwydd i graciau o bwys.

Gellir categoreiddio aloion alwminiwm i nifer o grwpiau yn seiliedig ar nodweddion y deunydd penodol megis ei allu i ymateb i driniaeth thermol a mecanyddol a'r elfen aloi sylfaenol a ychwanegir at yr aloi alwminiwm. Pan ystyriwn y system rifo / adnabod a ddefnyddir ar gyfer aloion alwminiwm, nodir y nodweddion uchod. Mae gan yr alwminiwm gyr a'r alwminiwm bwrw systemau adnabod gwahanol. System 4 digid yw'r system gyr a system cast 3 digid ac mae gan y castiau system 1 lle degol.

System Dynodiad Aloi Gyredig- Byddwn yn ystyried yn gyntaf y system adnabod aloi alwminiwm gyr 4 digid. Y digid cyntaf (XMae xxx) yn dynodi'r brif elfen aloi, sydd wedi'i hychwanegu at yr aloi alwminiwm ac a ddefnyddir yn aml i ddisgrifio'r gyfres aloi alwminiwm, h.y., cyfres 1000, cyfres 2000, cyfres 3000, hyd at gyfres 8000 (gweler tabl 1).

Yr ail ddigid sengl (xXxx), os yw'n wahanol i 0, yn dynodi addasiad o'r aloi penodol, a'r trydydd a'r pedwerydd digid (xxXX) yn rhifau mympwyol a roddir i adnabod aloi penodol yn y gyfres. Enghraifft: Yn aloi 5183, mae'r rhif 5 yn dangos ei fod o'r gyfres aloi magnesiwm, mae'r 1 yn dangos mai dyma'r 1^staddasiad i'r aloi gwreiddiol 5083, ac mae'r 83 yn ei nodi yn y gyfres 5xxx.

Yr unig eithriad i'r system rifo aloi hon yw gydag aloion alwminiwm cyfres 1xxx (alwminiwm pur) ac yn yr achos hwnnw, mae'r 2 ddigid olaf yn darparu'r ganran alwminiwm isafswm uwchlaw 99%, h.y., Aloi 13(50)(99.50% o alwminiwm o leiaf).

SYSTEM DYNODI ALOI ALWMINIWM GWEITHIOL

Tabl 1

Dynodiad Aloi Cast- Mae system ddynodiad aloi bwrw yn seiliedig ar ddynodiad degol 3 digid ynghyd â xxx.x (h.y. 356.0). Y digid cyntaf (XMae xx.x) yn dynodi'r brif elfen aloi, sydd wedi'i hychwanegu at yr aloi alwminiwm (gweler tabl 2).

SYSTEM DYNODI ALOI ALWMINIWM CASTIEDIG

Tabl 2

Yr ail a'r trydydd digid (xXX.x) yw rhifau mympwyol a roddir i adnabod aloi penodol yn y gyfres. Mae'r rhif sy'n dilyn y pwynt degol yn nodi a yw'r aloi yn gast (.0) neu'n ingot (.1 neu .2). Mae rhagddodiad priflythyren yn nodi addasiad i aloi penodol.
Enghraifft: Aloi – A356.0 y brifddinas A (AMae xxx.x) yn dynodi addasiad o aloi 356.0. Mae'r rhif 3 (A3Mae xx.x) yn dangos ei fod o'r gyfres silicon ynghyd â chopr a/neu fagnesiwm. Mae'r 56 mewn (Ax)56.0) yn nodi'r aloi o fewn y gyfres 3xx.x, a'r .0 (Axxx.0) yn dangos ei fod yn gast siâp terfynol ac nid ingot.

System Dynodiad Tymheredd Alwminiwm -Os ystyriwn y gwahanol gyfresi o aloion alwminiwm, gwelwn fod gwahaniaethau sylweddol yn eu nodweddion a'u cymhwysiad canlyniadol. Y pwynt cyntaf i'w gydnabod, ar ôl deall y system adnabod, yw bod dau fath gwahanol iawn o alwminiwm o fewn y gyfres a grybwyllir uchod. Dyma'r aloion Alwminiwm Triniaeth Gwres (y rhai a all ennill cryfder trwy ychwanegu gwres) a'r aloion Alwminiwm Nad Yw'n Triniaeth Gwres. Mae'r gwahaniaeth hwn yn arbennig o bwysig wrth ystyried effeithiau weldio arc ar y ddau fath hyn o ddeunyddiau.

Ni ellir trin aloion alwminiwm gyr cyfres 1xxx, 3xxx, a 5xxx â gwres a dim ond caledu straen y gellir eu gwneud. Mae aloion alwminiwm gyr cyfres 2xxx, 6xxx, a 7xxx yn gallu cael eu trin â gwres ac mae cyfres 4xxx yn cynnwys aloion y gellir eu trin â gwres ac na ellir eu trin â gwres. Mae aloion cast cyfres 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x a 7xx.x yn gallu cael eu trin â gwres. Nid yw caledu straen yn cael ei gymhwyso i gastiau fel arfer.

Mae'r aloion y gellir eu trin â gwres yn caffael eu priodweddau mecanyddol gorau posibl trwy broses o driniaeth thermol, a'r triniaethau thermol mwyaf cyffredin yw Triniaeth Gwres Toddiant a Heneiddio Artiffisial. Triniaeth Gwres Toddiant yw'r broses o gynhesu'r aloi i dymheredd uchel (tua 990 Deg F) er mwyn rhoi'r elfennau neu'r cyfansoddion aloi mewn toddiant. Dilynir hyn gan ddiffoddiant, fel arfer mewn dŵr, i gynhyrchu toddiant gor-ddirlawn ar dymheredd ystafell. Fel arfer dilynir triniaeth gwres toddiant gan heneiddio. Heneiddio yw gwaddodiad cyfran o'r elfennau neu'r cyfansoddion o doddiant gor-ddirlawn er mwyn cynhyrchu priodweddau dymunol.

Mae'r aloion na ellir eu trin â gwres yn caffael eu priodweddau mecanyddol gorau posibl trwy Galedu Straen. Caledu straen yw'r dull o gynyddu cryfder trwy gymhwyso gweithio oer. T6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Y DYNODIADAU TYMER SYLFAENOL

Tabl 3

Ymhellach i'r dynodiad tymer sylfaenol, mae dau gategori is-adran, un yn mynd i'r afael â'r dynodiad Tymer “H” – Caledu Straen, a'r llall yn mynd i'r afael â'r dynodiad Tymer “T” – Wedi'i Drin yn Thermol.

Is-adrannau Tymheredd H – Caledwch Straen

Mae'r digid cyntaf ar ôl yr H yn dynodi gweithrediad sylfaenol:
H1– Wedi'i Galedu â Straen yn Unig.
H2– Wedi'i galedu drwy straen ac wedi'i anelio'n rhannol.
H3– Straen wedi'i Galedu a'i Sefydlogi.
H4– Wedi'i galedu drwy straen a'i lacrio neu ei beintio.

Mae'r ail ddigid ar ôl yr H yn nodi graddfa'r caledu straen:
HX2– Chwarter Caled HX4– Hanner Caled HX6– Tri Chwarter Caled
HX8– HX Caled Llawn9– Ychwanegol o Galed

Is-adrannau o T Temper – Wedi'i Drin yn Thermol

T1- Wedi'i heneiddio'n naturiol ar ôl oeri o broses siapio tymheredd uchel, fel allwthio.
T2- Wedi'i weithio'n oer ar ôl oeri o broses siapio tymheredd uchel ac yna'i heneiddio'n naturiol.
T3- Wedi'i drin â gwres hydoddiant, ei weithio'n oer ac wedi'i aeddfedu'n naturiol.
T4- Wedi'i drin â gwres mewn toddiant ac wedi'i aeddfedu'n naturiol.
T5- Wedi'i heneiddio'n artiffisial ar ôl oeri o broses siapio tymheredd uchel.
T6- Wedi'i drin â gwres mewn toddiant ac wedi'i heneiddio'n artiffisial.
T7- Toddiant wedi'i drin â gwres a'i sefydlogi (gor-heneiddio).
T8- Wedi'i drin â gwres hydoddiant, ei weithio'n oer ac wedi'i heneiddio'n artiffisial.
T9- Wedi'i drin â gwres hydoddiant, ei heneiddio'n artiffisial a'i weithio'n oer.
T10- Wedi'i weithio'n oer ar ôl oeri o broses siapio tymheredd uchel ac yna'n heneiddio'n artiffisial.

Mae digidau ychwanegol yn dynodi rhyddhad straen.
Enghreifftiau:
TX51neu TXX51– Lleddfu straen drwy ymestyn.
TX52neu TXX52– Lleddfu straen trwy gywasgu.

Aloion Alwminiwm a'u Nodweddion- Os ystyriwn y saith cyfres o aloion alwminiwm gyr, byddwn yn gwerthfawrogi eu gwahaniaethau ac yn deall eu cymwysiadau a'u nodweddion.

Aloion Cyfres 1xxx– (heb ei drin â gwres – gyda chryfder tynnol eithaf o 10 i 27 ksi) cyfeirir at y gyfres hon yn aml fel y gyfres alwminiwm pur oherwydd ei bod yn ofynnol iddi gael o leiaf 99.0% o alwminiwm. Maent yn weldiadwy. Fodd bynnag, oherwydd eu hystod toddi gul, mae angen ystyriaethau penodol arnynt er mwyn cynhyrchu gweithdrefnau weldio derbyniol. Pan ystyrir hwy ar gyfer eu cynhyrchu, dewisir yr aloion hyn yn bennaf am eu gwrthiant cyrydiad uwch fel mewn tanciau a phibellau cemegol arbenigol, neu am eu dargludedd trydanol rhagorol fel mewn cymwysiadau bariau bysiau. Mae gan yr aloion hyn briodweddau mecanyddol cymharol wael ac anaml y byddent yn cael eu hystyried ar gyfer cymwysiadau strwythurol cyffredinol. Yn aml caiff yr aloion sylfaen hyn eu weldio gyda deunydd llenwi cyfatebol neu gydag aloion llenwi 4xxx yn dibynnu ar y gofynion cymhwysiad a pherfformiad.

Aloion Cyfres 2xxx– (gellir ei drin â gwres – gyda chryfder tynnol eithaf o 27 i 62 ksi) mae'r rhain yn aloion alwminiwm / copr (ychwanegiadau copr yn amrywio o 0.7 i 6.8%), ac maent yn aloion cryfder uchel, perfformiad uchel a ddefnyddir yn aml ar gyfer cymwysiadau awyrofod ac awyrennau. Mae ganddynt gryfder rhagorol dros ystod eang o dymheredd. Ystyrir bod rhai o'r aloion hyn yn anweldiadwy gan y prosesau weldio arc oherwydd eu tueddiad i gracio poeth a chracio cyrydiad straen; fodd bynnag, mae eraill yn cael eu weldio arc yn llwyddiannus iawn gyda'r gweithdrefnau weldio cywir. Yn aml, caiff y deunyddiau sylfaenol hyn eu weldio ag aloion llenwi cyfres 2xxx cryfder uchel a gynlluniwyd i gyd-fynd â'u perfformiad, ond weithiau gellir eu weldio â'r llenwyr cyfres 4xxx sy'n cynnwys silicon neu silicon a chopr, yn dibynnu ar y cais a'r gofynion gwasanaeth.

Aloion Cyfres 3xxx– (heb ei drin â gwres – gyda chryfder tynnol eithaf o 16 i 41 ksi) Dyma'r aloion alwminiwm / manganîs (ychwanegiadau manganîs yn amrywio o 0.05 i 1.8%) ac maent o gryfder cymedrol, mae ganddynt ymwrthedd da i gyrydiad, ffurfiadwyedd da ac maent yn addas i'w defnyddio ar dymheredd uchel. Un o'u defnyddiau cyntaf oedd potiau a sosbenni, a nhw yw'r prif gydran heddiw ar gyfer cyfnewidwyr gwres mewn cerbydau a gweithfeydd pŵer. Fodd bynnag, mae eu cryfder cymedrol yn aml yn eu hatal rhag cael eu hystyried ar gyfer cymwysiadau strwythurol. Mae'r aloion sylfaen hyn wedi'u weldio ag aloion llenwi cyfres 1xxx, 4xxx a 5xxx, yn dibynnu ar eu cemeg benodol a'u gofynion cymhwysiad a gwasanaeth penodol.

Aloion Cyfres 4xxx– (y gellir eu trin â gwres a'r rhai na ellir eu trin â gwres – gyda chryfder tynnol eithaf o 25 i 55 ksi) Dyma'r aloion alwminiwm / silicon (ychwanegiadau silicon yn amrywio o 0.6 i 21.5%) a nhw yw'r unig gyfres sy'n cynnwys aloion y gellir eu trin â gwres a'r rhai na ellir eu trin â gwres. Mae silicon, pan gaiff ei ychwanegu at alwminiwm, yn lleihau ei bwynt toddi ac yn gwella ei hylifedd pan fydd wedi'i doddi. Mae'r nodweddion hyn yn ddymunol ar gyfer deunyddiau llenwi a ddefnyddir ar gyfer weldio ymasiad a bresyddu. O ganlyniad, mae'r gyfres hon o aloion i'w chael yn bennaf fel deunydd llenwi. Nid yw silicon, yn annibynnol mewn alwminiwm, yn drin â gwres; fodd bynnag, mae nifer o'r aloion silicon hyn wedi'u cynllunio i gynnwys ychwanegiadau o fagnesiwm neu gopr, sy'n rhoi'r gallu iddynt ymateb yn ffafriol i driniaeth gwres toddiant. Yn nodweddiadol, dim ond pan fydd cydran wedi'i weldio i gael triniaethau thermol ar ôl weldio y defnyddir yr aloion llenwi hyn y gellir eu trin â gwres.

Aloion Cyfres 5xxx– (heb ei drin â gwres – gyda chryfder tynnol eithaf o 18 i 51 ksi) Dyma'r aloion alwminiwm / magnesiwm (ychwanegiadau magnesiwm yn amrywio o 0.2 i 6.2%) ac mae ganddynt y cryfder uchaf o'r aloion na ellir eu trin â gwres. Yn ogystal, mae'r gyfres aloi hon yn hawdd ei weldio, ac am y rhesymau hyn fe'u defnyddir ar gyfer amrywiaeth eang o gymwysiadau megis adeiladu llongau, cludiant, llestri pwysau, pontydd ac adeiladau. Yn aml, caiff yr aloion sylfaen magnesiwm eu weldio gydag aloion llenwi, a ddewisir ar ôl ystyried cynnwys magnesiwm y deunydd sylfaen, ac amodau cymhwysiad a gwasanaeth y gydran wedi'i weldio. Ni argymhellir aloion yn y gyfres hon gyda mwy na 3.0% o fagnesiwm ar gyfer gwasanaeth tymheredd uchel uwchlaw 150 gradd F oherwydd eu potensial ar gyfer sensitifrwydd a'u tueddiad dilynol i gracio cyrydiad straen. Yn aml, caiff aloion sylfaen gyda llai na thua 2.5% o fagnesiwm eu weldio'n llwyddiannus gydag aloion llenwi cyfres 5xxx neu 4xxx. Yn gyffredinol, cydnabyddir yr aloi sylfaen 5052 fel yr aloi sylfaen â'r cynnwys magnesiwm mwyaf y gellir ei weldio gydag aloi llenwi cyfres 4xxx. Oherwydd problemau sy'n gysylltiedig â thoddi ewtectig a phriodweddau mecanyddol gwael wrth weldio, ni argymhellir weldio deunydd yn y gyfres aloi hon, sy'n cynnwys symiau uwch o fagnesiwm gyda llenwyr cyfres 4xxx. Dim ond gydag aloion llenwi 5xxx y caiff y deunyddiau sylfaen magnesiwm uwch eu weldio, sydd fel arfer yn cyd-fynd â chyfansoddiad yr aloi sylfaen.

Aloion Cyfres 6XXX– (y gellir ei drin â gwres – gyda chryfder tynnol eithaf o 18 i 58 ksi) Dyma'r aloion alwminiwm / magnesiwm - silicon (ychwanegiadau magnesiwm a silicon o tua 1.0%) ac fe'u ceir yn eang ledled y diwydiant gwneuthuriad weldio, a ddefnyddir yn bennaf ar ffurf allwthiadau, ac a ymgorfforir mewn llawer o gydrannau strwythurol. Mae ychwanegu magnesiwm a silicon at alwminiwm yn cynhyrchu cyfansoddyn o fagnesiwm-silicide, sy'n rhoi'r gallu i'r deunydd hwn gael ei drin â gwres hydoddiant i wella cryfder. Mae'r aloion hyn yn naturiol yn sensitif i graciau solidoli, ac am y rheswm hwn, ni ddylid eu weldio'n awtomatig ag arc (heb ddeunydd llenwi). Mae ychwanegu symiau digonol o ddeunydd llenwi yn ystod y broses weldio arc yn hanfodol er mwyn gwanhau'r deunydd sylfaen, a thrwy hynny atal y broblem cracio poeth. Maent yn cael eu weldio gyda deunyddiau llenwi 4xxx a 5xxx, yn dibynnu ar y cais a'r gofynion gwasanaeth.

Aloion Cyfres 7XXX– (gellir ei drin â gwres – gyda chryfder tynnol eithaf o 32 i 88 ksi) Dyma'r aloion alwminiwm / sinc (ychwanegiadau sinc yn amrywio o 0.8 i 12.0%) ac maent yn cynnwys rhai o'r aloion alwminiwm cryfder uchaf. Defnyddir yr aloion hyn yn aml mewn cymwysiadau perfformiad uchel fel awyrennau, awyrofod, ac offer chwaraeon cystadleuol. Fel y gyfres 2xxx o aloion, mae'r gyfres hon yn ymgorffori aloion sy'n cael eu hystyried yn ymgeiswyr anaddas ar gyfer weldio arc, ac eraill, sy'n aml yn cael eu weldio arc yn llwyddiannus. Mae'r aloion sy'n cael eu weldio'n gyffredin yn y gyfres hon, fel 7005, wedi'u weldio'n bennaf gydag aloion llenwi cyfres 5xxx.

Crynodeb- Mae aloion alwminiwm heddiw, ynghyd â'u hamrywiol dymerau, yn cynnwys ystod eang ac amlbwrpas o ddeunyddiau gweithgynhyrchu. Ar gyfer dylunio cynnyrch gorau posibl a datblygu gweithdrefnau weldio llwyddiannus, mae'n bwysig deall y gwahaniaethau rhwng yr holl aloion sydd ar gael a'u nodweddion perfformiad a weldadwyedd amrywiol. Wrth ddatblygu gweithdrefnau weldio arc ar gyfer yr aloion gwahanol hyn, rhaid ystyried yr aloi penodol sy'n cael ei weldio. Dywedir yn aml nad yw weldio arc alwminiwm yn anodd, "mae'n wahanol yn unig". Credaf mai rhan bwysig o ddeall y gwahaniaethau hyn yw dod yn gyfarwydd â'r amrywiol aloion, eu nodweddion, a'u system adnabod.