Dengan pertumbuhan aluminium dalam industri fabrikasi pengelasan, dan penerimaannya sebagai alternatif yang sangat baik untuk baja untuk banyak aplikasi, ada peningkatan persyaratan bagi mereka yang terlibat dalam mengembangkan proyek aluminium untuk menjadi lebih akrab dengan kelompok bahan ini. Untuk sepenuhnya memahami aluminium, disarankan untuk memulai dengan berkenalan dengan sistem identifikasi / penunjukan aluminium, banyak paduan aluminium yang tersedia dan karakteristiknya.

Sistem temper dan penunjukan paduan aluminium- Di Amerika Utara, Aluminium Association Inc. bertanggung jawab atas alokasi dan pendaftaran paduan aluminium. Saat ini ada lebih dari 400 aluminium tempa dan paduan aluminium tempa dan lebih dari 200 paduan aluminium dalam bentuk coran dan ingot yang terdaftar dengan asosiasi aluminium. Batas komposisi kimia paduan untuk semua paduan terdaftar ini terkandung dalam Asosiasi AluminiumBuku tealBerjudul “Penunjukan Paduan Internasional dan Batas Komposisi Kimia untuk Aluminium Tempa dan Paduan Aluminium Tempa” dan di dalamnyaBuku Merah MudaBerjudul “Batas penunjukan dan komposisi kimia untuk paduan aluminium dalam bentuk coran dan ingot. Publikasi ini dapat sangat berguna bagi insinyur pengelasan ketika mengembangkan prosedur pengelasan, dan ketika pertimbangan kimia dan hubungannya dengan sensitivitas retak penting.

Paduan aluminium dapat dikategorikan ke dalam sejumlah kelompok berdasarkan karakteristik material tertentu seperti kemampuannya untuk merespons perlakuan termal dan mekanik dan elemen paduan primer yang ditambahkan ke paduan aluminium. Ketika kami mempertimbangkan sistem penomoran / identifikasi yang digunakan untuk paduan aluminium, karakteristik di atas diidentifikasi. Aluminium tempa dan cor memiliki sistem identifikasi yang berbeda. Sistem tempa adalah sistem 4 digit dan coran yang memiliki sistem tempat 3 digit dan 1-sen.

Sistem penunjukan paduan tempa- Pertama-tama kita akan mempertimbangkan sistem identifikasi paduan aluminium 4 digit. Digit pertama (Xxxx) menunjukkan elemen paduan utama, yang telah ditambahkan ke paduan aluminium dan sering digunakan untuk menggambarkan seri paduan aluminium, IE, 1000 seri, seri 2000, seri 3000, hingga 8000 seri (lihat Tabel 1).

Digit tunggal kedua (xXxx), jika berbeda dari 0, menunjukkan modifikasi paduan spesifik, dan digit ketiga dan keempat (xxXX) adalah angka sewenang -wenang yang diberikan untuk mengidentifikasi paduan tertentu dalam seri. Contoh: Dalam paduan 5183, angka 5 menunjukkan bahwa itu adalah seri paduan magnesium, 1 menunjukkan bahwa itu adalah 1^stModifikasi pada paduan asli 5083, dan 83 mengidentifikasinya dalam seri 5xxx.

Satu -satunya pengecualian untuk sistem penomoran paduan ini adalah dengan paduan aluminium seri 1xxx (aluminium murni) dalam hal ini, 2 digit terakhir memberikan persentase aluminium minimum di atas 99%, yaitu, paduan 13(50)(99,50% aluminium minimum).

Sistem penunjukan paduan aluminium tempa

Tabel 1

Penunjukan Paduan Cast- Sistem penunjukan paduan cor didasarkan pada penunjukan desimal 3 digit-plus xxx.x (yaitu 356.0). Digit pertama (Xxx.x) menunjukkan elemen paduan utama, yang telah ditambahkan ke paduan aluminium (lihat Tabel 2).

Sistem Penunjukan Paduan Aluminium Cast

Tabel 2

Digit kedua dan ketiga (xXX.x) adalah angka sewenang -wenang yang diberikan untuk mengidentifikasi paduan spesifik dalam seri. Angka yang mengikuti titik desimal menunjukkan apakah paduan adalah casting (.0) atau ingot (.1 atau .2). Awalan huruf kapital menunjukkan modifikasi pada paduan tertentu.
Contoh: Paduan - A356.0 Modal A (Axxx.x) menunjukkan modifikasi paduan 356.0. Angka 3 (a3xx.x) menunjukkan bahwa itu adalah seri silikon plus tembaga dan/atau magnesium. 56 in (kapak56.0) mengidentifikasi paduan dalam seri 3xx.x, dan .0 (axxx.0) menunjukkan bahwa itu adalah casting bentuk akhir dan bukan ingot.

Sistem Penunjukan Temper Aluminium -Jika kita mempertimbangkan berbagai rangkaian paduan aluminium, kita akan melihat bahwa ada perbedaan besar dalam karakteristik dan aplikasi konsekuensi. Poin pertama untuk mengenali, setelah memahami sistem identifikasi, adalah bahwa ada dua jenis aluminium yang berbeda dalam seri yang disebutkan di atas. Ini adalah paduan aluminium yang dapat dirawat panas (yang dapat memperoleh kekuatan melalui penambahan panas) dan paduan aluminium yang tidak dapat diobati. Perbedaan ini sangat penting ketika mempertimbangkan pengaruh pengelasan busur pada kedua jenis bahan ini.

Paduan aluminium 1xxx, 3xxx, dan 5xxx seri aluminium tidak dapat diobati dan hanya dapat dikeraskan. Paduan aluminium tempa 2xxx, 6xxx, dan 7xxx adalah panas yang dapat diobati dan seri 4xxx terdiri dari paduan panas yang dapat diobati dan non-panas yang dapat diobati. 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x dan 7xx.x seri cast paduan dapat diobati. Pengerasan regangan umumnya tidak diterapkan pada coran.

Paduan yang dapat dirawat panas memperoleh sifat mekanik optimalnya melalui proses perlakuan termal, perawatan termal yang paling umum adalah perlakuan panas larutan dan penuaan buatan. Layanan panas larutan adalah proses pemanasan paduan ke suhu tinggi (sekitar 990 derajat f) untuk menempatkan elemen atau senyawa paduan ke dalam larutan. Ini diikuti oleh pendinginan, biasanya dalam air, untuk menghasilkan larutan jenuh pada suhu kamar. Perlakuan panas larutan biasanya diikuti oleh penuaan. Penuaan adalah presipitasi sebagian unsur atau senyawa dari larutan jenuh untuk menghasilkan sifat yang diinginkan.

Paduan yang tidak dapat diobati dengan panas memperoleh sifat mekanik optimalnya melalui pengerasan regangan. Pengerasan regangan adalah metode meningkatkan kekuatan melalui penerapan kerja dingin.t6, 6063-T4, 5052-H32, 5083-H112.

Penunjukan temperamen dasar

Tabel 3

Lebih jauh dari penunjukan temperamen dasar, ada dua kategori subdivisi, satu menangani pengerasan temperamen "H", dan yang lainnya menangani temperamen "t" - penunjukan yang dirawat secara termal.

Subdivisi Temper H - Tegangan Keras Hardened

Digit pertama setelah H menunjukkan operasi dasar:
H1- Tegangan hanya mengeras.
H2- Strain keras dan sebagian dianil.
H3- Tegangan keras dan distabilkan.
H4- Segera diperkeras dan dipernis atau dicat.

Digit kedua setelah H menunjukkan tingkat pengerasan regangan:
HX2- Quarter Hard HX4- Setengah HX HX6-Tiga perempat keras
HX8- HX keras penuh9- Ekstra keras

Subdivisi Temper - Diperlakukan Secara Termal

T1- Secara alami berusia setelah pendinginan dari proses pembentukan suhu yang tinggi, seperti mengekstrusi.
T2- Dingin bekerja setelah pendinginan dari proses pembentukan suhu yang tinggi dan kemudian berumur secara alami.
T3- Larutan yang dipanaskan panas, bekerja dingin, dan usia alami.
T4- Solusi yang dipanaskan panas dan usia alami.
T5- Secara artifisial berusia setelah pendinginan dari proses pembentukan suhu yang tinggi.
T6- Solusi yang dipanaskan dan berumur buatan.
T7- Larutan yang dipanaskan dan distabilkan (Overaged).
T8- Larutan yang dipanaskan, bekerja dingin, dan usia artifisial.
T9- Solusi yang dirawat panas, berumur buatan dan dingin bekerja.
T10- Dingin bekerja setelah pendinginan dari proses pembentukan suhu yang tinggi dan kemudian berumur secara artifisial.

Digit tambahan menunjukkan pereda stres.
Contoh:
TX51atau txx51- Stres lega dengan peregangan.
TX52atau txx52- Stres dibebaskan dengan mengompresi.

Paduan aluminium dan karakteristiknya- Jika kami mempertimbangkan tujuh seri paduan aluminium tempa, kami akan menghargai perbedaan mereka dan memahami aplikasi dan karakteristik mereka.

Paduan Seri 1xxx-(non-panas yang dapat diobati-dengan kekuatan tarik pamungkas 10 hingga 27 ksi) Seri ini sering disebut sebagai seri aluminium murni karena diperlukan untuk memiliki aluminium minimum 99,0%. Mereka dapat dilas. Namun, karena rentang leleh yang sempit, mereka memerlukan pertimbangan tertentu untuk menghasilkan prosedur pengelasan yang dapat diterima. Ketika dipertimbangkan untuk fabrikasi, paduan ini dipilih terutama untuk resistensi korosi superior seperti pada tangki kimia khusus dan perpipaan, atau untuk konduktivitas listrik yang sangat baik seperti pada aplikasi bar bus. Paduan ini memiliki sifat mekanik yang relatif buruk dan jarang dipertimbangkan untuk aplikasi struktural umum. Paduan dasar ini sering dilas dengan bahan pengisi yang cocok atau dengan paduan pengisi 4xxx yang bergantung pada aplikasi dan persyaratan kinerja.

Paduan Seri 2xxx- (Diobati panas– dengan kekuatan tarik akhir 27 hingga 62 ksi) Ini adalah paduan aluminium / tembaga (penambahan tembaga mulai dari 0,7 hingga 6,8%), dan merupakan kekuatan tinggi, paduan kinerja tinggi yang sering digunakan untuk aplikasi kedirgantaraan dan pesawat terbang. Mereka memiliki kekuatan yang sangat baik selama berbagai suhu. Beberapa paduan ini dianggap tidak dapat dibuang oleh proses pengelasan busur karena kerentanan mereka terhadap retak panas dan retak korosi stres; Namun, yang lain dilas sangat berhasil dengan prosedur pengelasan yang benar. Bahan dasar ini sering dilas dengan paduan pengisi seri 2xxx berkekuatan tinggi yang dirancang agar sesuai dengan kinerjanya, tetapi kadang -kadang dapat dilas dengan pengisi seri 4xxx yang mengandung silikon atau silikon dan tembaga, tergantung pada aplikasi dan persyaratan layanan.

Paduan seri 3xxx-(non-panas yang dapat diobati-dengan kekuatan tarik akhir 16 hingga 41 ksi) Ini adalah paduan aluminium / mangan (penambahan mangan mulai dari 0,05 hingga 1,8%) dan memiliki kekuatan moderat, memiliki ketahanan korosi yang baik, kemampuan bentuk yang baik dan cocok untuk digunakan pada suhu tinggi. Salah satu kegunaan pertama mereka adalah pot dan wajan, dan mereka adalah komponen utama saat ini untuk penukar panas di kendaraan dan pembangkit listrik. Namun, kekuatan moderat mereka sering menghalangi pertimbangan mereka untuk aplikasi struktural. Paduan dasar ini dilas dengan paduan pengisi seri 1xxx, 4xxx dan 5xxx, tergantung pada kimia spesifik dan persyaratan aplikasi dan layanan tertentu.

Paduan seri 4xxx-(yang dapat diobati dan non-panas yang dapat diobati-dengan kekuatan tarik pamungkas 25 hingga 55 ksi) Ini adalah paduan aluminium / silikon (penambahan silikon mulai dari 0,6 hingga 21,5%) dan merupakan satu-satunya seri yang mengandung paduan panas yang dapat diobati dan non-panas. Silikon, ketika ditambahkan ke aluminium, mengurangi titik lelehnya dan meningkatkan fluiditasnya saat cair. Karakteristik ini diinginkan untuk bahan pengisi yang digunakan untuk pengelasan fusi dan pemarah. Akibatnya, rangkaian paduan ini sebagian besar ditemukan sebagai bahan pengisi. Silikon, secara independen dalam aluminium, tidak dapat diobati; Namun, sejumlah paduan silikon ini telah dirancang untuk memiliki penambahan magnesium atau tembaga, yang memberi mereka kemampuan untuk merespons dengan baik terhadap solusi perlakuan panas. Biasanya, paduan pengisi yang dapat diobati ini hanya digunakan ketika komponen yang dilas harus dikenakan perawatan termal pasca las.

Paduan Seri 5xxx-(non-panas yang dapat diobati-dengan kekuatan tarik akhir 18 hingga 51 ksi) Ini adalah paduan aluminium / magnesium (penambahan magnesium mulai dari 0,2 hingga 6,2%) dan memiliki kekuatan tertinggi dari paduan yang tidak dapat diobati. Selain itu, seri paduan ini mudah dilapisi, dan untuk alasan ini mereka digunakan untuk berbagai aplikasi seperti pembuatan kapal, transportasi, kapal tekan, jembatan dan bangunan. Paduan dasar magnesium sering dilas dengan paduan pengisi, yang dipilih setelah pertimbangan kandungan magnesium dari bahan dasar, dan kondisi aplikasi dan layanan komponen yang dilas. Paduan dalam seri ini dengan lebih dari 3,0% magnesium tidak dianjurkan untuk layanan suhu tinggi di atas 150 derajat F karena potensi mereka untuk sensitisasi dan kerentanan selanjutnya terhadap retak korosi stres. Paduan dasar dengan magnesium kurang dari 2,5% sering dilas dengan sukses dengan paduan pengisi seri 5xxx atau 4xxx. Paduan basa 5052 umumnya diakui sebagai paduan dasar konten magnesium maksimum yang dapat dilas dengan paduan pengisi seri 4xxx. Karena masalah yang terkait dengan peleburan eutektik dan sifat mekanik yang buruk dan buruk, tidak disarankan untuk mengelas bahan dalam seri paduan ini, yang mengandung magnesium jumlah yang lebih tinggi dengan pengisi seri 4xxx. Bahan dasar magnesium yang lebih tinggi hanya dilas dengan paduan pengisi 5xxx, yang umumnya cocok dengan komposisi paduan dasar.

Paduan seri 6xxx- (Diobati panas - dengan kekuatan tarik akhir 18 hingga 58 ksi) Ini adalah paduan aluminium / magnesium - silikon (penambahan magnesium dan silikon sekitar 1,0%) dan ditemukan secara luas di seluruh industri fabrikasi pengelasan, digunakan terutama dalam bentuk ekstrusi, dan dimasukkan dalam banyak komponen struktural. Penambahan magnesium dan silikon ke aluminium menghasilkan senyawa magnesium-silida, yang memberikan bahan ini kemampuannya untuk menjadi larutan yang dirawat untuk peningkatan kekuatan. Paduan -paduan ini secara alami peka terhadap retak, dan untuk alasan ini, mereka tidak boleh dilas busur secara otomatis (tanpa bahan pengisi). Penambahan jumlah bahan pengisi yang memadai selama proses pengelasan busur sangat penting untuk memberikan pengenceran bahan dasar, sehingga mencegah masalah retak panas. Mereka dilas dengan bahan pengisi 4xxx dan 5xxx, tergantung pada persyaratan aplikasi dan layanan.

Paduan Seri 7xxx- (Diobati panas - dengan kekuatan tarik pamungkas 32 hingga 88 ksi) Ini adalah paduan aluminium / seng (penambahan seng berkisar antara 0,8 hingga 12,0%) dan terdiri dari beberapa paduan aluminium kekuatan tertinggi. Paduan ini sering digunakan dalam aplikasi kinerja tinggi seperti pesawat terbang, kedirgantaraan, dan peralatan olahraga yang kompetitif. Seperti serangkaian paduan 2xxx, seri ini menggabungkan paduan yang dianggap kandidat yang tidak cocok untuk pengelasan busur, dan lainnya, yang sering kali dilas busur dengan sukses. Paduan yang umum dilas dalam seri ini, seperti 7005, sebagian besar dilas dengan paduan pengisi seri 5xxx.

Ringkasan- Paduan aluminium hari ini, bersama dengan berbagai pengejar mereka, terdiri dari berbagai bahan manufaktur yang luas dan serbaguna. Untuk desain produk yang optimal dan pengembangan prosedur pengelasan yang berhasil, penting untuk memahami perbedaan antara banyak paduan yang tersedia dan berbagai kinerja dan karakteristik las. Saat mengembangkan prosedur pengelasan busur untuk paduan yang berbeda ini, pertimbangan harus diberikan pada paduan spesifik yang dilas. Sering dikatakan bahwa pengelasan busur aluminium tidak sulit, "itu hanya berbeda". Saya percaya bahwa bagian penting dari memahami perbedaan -perbedaan ini adalah untuk menjadi terbiasa dengan berbagai paduan, karakteristik mereka, dan sistem identifikasi mereka.