Korszerű alumínium ötvözetek és hegesztésük

MISKOLCI EGYETEM MECHANIKAI TECHNOLÓGIAI TANSZÉK Korszerű alumínium ötvözetek és hegesztésük Tanulmány Kidolgozta: Dr. Török Imre 1 - Meilinger Ákos 2 1 egyetemi docens, 2 mérnöktanár Készült: a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0029 Járműipari anyagfejlesztések projekt keretében A projekt szakmai vezetője: Dr. Tisza Miklós egyetemi tanár, tanszékvezető Miskolc 2013 1

Tartalomjegyzék 1. Bevezetés... 3 2. Korszerű alumínium ötvözetek... 3 2.1. 1xxx jelű ötvözetek... 3 2.2. 2xxx jelű ötvözetek... 6 2.3. 3xxx jelű ötvözetek... 10 2.4. 4xxx jelű ötvözetek... 12 2.5. 5xxx jelű ötvözetek... 12 2.6. 6xxx jelű ötvözetek... 20 2.7. 7xxx jelű ötvözetek... 22 2.8. 8xxx jelű ötvözetek... 25 3. Alumínium és ötvözetei hegesztését befolyásoló anyagtulajdonságok... 26 3.1. Repedésérzékenységi hajlam... 27 3.2. Porozitási hajlam... 27 3.3. A felületi oxidhártya jelenléte... 29 3.4. A hőhatásövezet sajátosságai... 29 3.5. Az alumínium és ötvözetek hegeszthetősége szempontjából mérlegelendő szempontok... 30 4. Alumínium és ötvözeteinek kötési módszerei... 31 4.1. Korszerű ömlesztő-hegesztő eljárások... 32 4.1.1. Argonvédőgázas volframelektródos ívhegesztés... 32 4.1.2. Argonvédőgázas fogyóelektródás ívhegesztés... 33 4.2. Korszerű sajtoló-hegesztő eljárások... 35 4.2.1. Az alumínium és ötvözeteinek ellenállás-hegesztése... 35 4.2.2. Alumíniumötvözetek lineáris (kavaró) dörzshegesztése... 37 5. Összefoglalás... 39 6. Köszönetnyilvánítás... 40 7. Irodalomjegyzék... 40 2

1. Bevezetés Az alumínium és ötvözeteinek felhasználása napjainkban folyamatosan az acéloknál nagyobb mértékben növekszik. Ez alapvetően az alumíniumötvözetek járműipari alkalmazásnak köszönhető. Egyre bővülő felhasználása megjelenik a légi közlekedési, a hajóipari, a közúti (személyautó, haszongépjármű), vasúti járművek gyártásában egyaránt. Felhasználásuknak e területeken komoly kihívást jelent e területekre kifejlesztett nagyszilárdságú szerkezeti acélok, titán ötvözetek, magnézium ötvözetek stb. Az alumíniumötvözetekből készült szerkezetek csak akkor versenyképesek a kihívást jelentő fémötvözetekből készült szerkezetekkel, ha velük súlycsökkenést és/vagy élettartamnövekedést lehet elérni, továbbá a jó minőségű termékek előállításánál korszerű, reprodukálható és megbízható kötési technológiákat alkalmaznak [1, 2]. A járműipar területén az alumínium és ötvözetei anyagpalettáján egyaránt megtalálhatók az alakítással keményíthető, a nemesíthető, továbbá az öntészeti ötvözetek. Ezek között előgyártmányként lemezek, különféle profilok, öntött, illetve sajtolt és kovácsolt termékek szinte mindegyike előfordul. A szerkezeti elemekként megjelenő alumínium és ötvözeteiből készült előgyártmányok kötési technológiái között megjelenik az alak-, az erő-, illetve az anyagzáró kötések szinte mindegyike. Így a szerkezeti elemek gyártásában kitüntetett helyen a hegesztés is [3]. Jelen közleményben elemezzük az alumínium és ötvözetei hegesztését befolyásoló fontosabb anyagtulajdonságokat, bemutatjuk a hegesztő eljárások legkorszerűbb, ma alkalmazott eljárásváltozatait, továbbá néhány példán keresztül felvillantjuk a tanszék kutatási témáit, eredményeit e területen. 2. Korszerű alumínium ötvözetek Az alumínium ötvözetek száma rendkívül nagy. Jelölésükre egyaránt alkalmazunk számjelölési és vegyjelölési rendszert. Az ötvözetek szabványos (MSZ EN 573-1) csoportosítása a fő ötvözőelemek szerint: tiszta alumínium 1xxx (1000 jelű sorozat) Cu-ötvözésű 2xxx (2000 jelű sorozat) Mn-ötvözésű 3xxx (3000 jelű sorozat) Si-ötvözésű 4xxx (4000 jelű sorozat) Mg-ötvözésű 5xxx (5000 jelű sorozat) Mg és Si ötvözésű 6xxx (6000 jelű sorozat) Zn-ötvözésű 7xxx (7000 jelű sorozat) egyéb pl. Li-ötvözésű 8xxx (8000 jelű sorozat) 2.1. 1xxx jelű ötvözetek 98,0-99,9 % Al tartalom mellett alapvetően vasat és szilíciumot tartalmaznak (ezeket a kohászati alapanyag szennyezőként hozza magával max. néhány tized tömeg % 3

mennyiségben, de esetenként szándékolt ötvözőként is adagolnak belőlük főként a Fe esetében és max 1 % mennyiségben). Jó alakíthatóság, korrózióállóság és vezetőképesség a jellemzőjük, így elsősorban mélyhúzható lemezként, fóliaként, villamos vezetékként kerülnek alkalmazásra. Az alábbiakban ezen csoport legfontosabb ötvözeteit soroljuk fel, kiemelve a hegeszthetőségi tulajdonságokat [23]: 1050: Al Si Cu Mn Mg V Egyéb 99,5 0,25 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 Felhasználás: extrudált termékek, élelmiszer és vegyipari berendezések. O 76 28 39 H14 110 103 10 H16 131 124 8 H18 159 145 7 Hegeszthetőség: jellemzően jól hegeszthető az alapanyaggal megegyező hozaganyaggal, de a legjobb szilárdsági tulajdonságok eléréséhez érdemes nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) használni. A hozaganyag választásánál ügyelni kell arra, hogy kis mennyiségben titán tartalmazzon a szemcsefinomítás érdekében. 1060: Al Si Fe Cu Mn Mg Zn V Ti Egyéb 99,6 0,25 0,35 0,05 0,03 0,03 0,05 0,05 0,03 0,03 Felhasználás: vegyipari berendezések és vasúti tartálykocsik, ezen kívül számos olyan helyen, ahol a jó korrózióállóság követelmény. O 69 28 43 H12 83 76 16 H14 97 90 12 H16 110 103 8 H18 131 124 6 Hegeszthetőség: jól hegeszthető Al99,5Ti hozaganyaggal, amellyel a jó korróziós tulajdonsága is megőrizhető. A jobb szilárdsági tulajdonságok eléréséhez nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. 4

1100: Al Si+Fe Cu Mn Zn Egyéb 99,0 1,0 0,05-0,2 0,03 0,1 0,05 Felhasználás: minden olyan termék, ahol a jó korrózióállóság és a jó alakíthatóság fontos, de a nagy szilárdság nem követelmény, mint például élelmiszer- és vegyipari berendezések, különböző húzott és extrudált termékek. O 90 34 35 H12 110 103 12 H14 124 117 9 H16 145 138 6 H18 165 152 5 Hegeszthetőség: jól hegeszthető Al99,5Ti hozaganyaggal, amellyel a jó korróziós tulajdonsága is megőrizhető. A jobb szilárdsági tulajdonságok eléréséhez nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. 1145: Al Si+Fe Cu Mn Mg Zn V Ti Egyéb 99,45 0,55 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 0,03 Felhasználás: fóliák, szigetelések, hőcserélők. Erős korróziós ellenállással rendelkezik. O 75 34 40 H18 145 117 5 Hegeszthetőség: jól hegeszthető Al99,5Ti hozaganyaggal, amellyel a jó korróziós tulajdonsága is megőrizhető. A jobb szilárdsági tulajdonságok eléréséhez nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. 1199: Al Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti Egyéb 99,9 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,002 0,002 Felhasználás: fóliákhoz, illetve elektronikai termékek. 5

O 45 10 50 Hegeszthetőség: jól hegeszthető Al99,5Ti hozaganyaggal, amellyel a jó korróziós tulajdonsága is megőrizhető. A jobb szilárdsági tulajdonságok eléréséhez nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. 1350: Al Si Fe Cu Mn Cr Zn V+Ti B Ga Egyéb 99,5 0,1 0,4 0,05 0,01 0,01 0,05 0,02 0,05 0,03 0,03 Felhasználás: huzalok, elektronikai termékek. O 83 28 23 H12 97 83. H14 110 97. H16 124 110. H19 186 165 1,5 Hegeszthetőség: jól hegeszthető Al99,5Ti hozaganyaggal, amellyel a jó korróziós tulajdonsága is megőrizhető. A jobb szilárdsági tulajdonságok eléréséhez nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. 2.2. 2xxx jelű ötvözetek Fő ötvözőjük a réz (ez általában 3 6 % között van, de lehet ennél lényegesen nagyobb is), ugyanakkor tartalmazhatnak még magnéziumot (0,4 2,5 %), mangánt (0,3 1,0 %), vasat (0,2 1,3 %), szilíciumot (0,2 1,2 %) és nikkelt (1,0 2,0 %). Nemesíthető ötvözetek, amelyek szilárdsága az összetétel és a hőkezelés függvényében széles tartományban változtatható. Az alábbiakban ezen csoport legfontosabb ötvözeteit soroljuk fel, kiemelve a hegeszthetőségi tulajdonságokat [23]: 2011: Si Fe Cu Zn Pb Egyéb Al 0,4 0,7 5,0 0,3 0,2 0,05 maradék Felhasználás: csavarok, forgácsolt termékek a nagy szilárdság és a jó forgácsolhatóság miatt. 6

T3 365 290 15 T4 350 270 18 T6 395 300 12 T8 420 315 13 Hegeszthetőség: a nagy réztartalom miatt a hegesztése nem ajánlott ömlesztő hegesztő eljárásokkal. Amennyiben ez elkerülhetetlen akkor a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. Sajtolóhegesztő eljárásokkal elfogadható minőségű kötés készítése lehetséges. 2014: Si Fe Cu Mn Mg Zn Cr Ti Egyéb Al 1,2 0,7 5,0 1,2 0,8 0,25 0,1 0,15 0,05 maradék Felhasználás: olyan helyeken, ahol a nagy szilárdság és keménység, illetve a nagy hőmérsékleten való üzemelés a fontos. Repülőgép alkatrészek, kerekek, fő szerkezeti elemek, egyes űrrepülőgép alkatrészek, katonai gépjárművek és hidak gyártása történik ilyen alumínium ötvözetből. O 190 85 20 T4 430 275 18 T6 485 425 12 Hegeszthetőség: a nagy réztartalom miatt a hegesztése nem ajánlott ömlesztő hegesztő eljárásokkal. Amennyiben ez elkerülhetetlen akkor a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. Sajtolóhegesztő eljárásokkal elfogadható minőségű kötés készítése lehetséges. Hegesztés utáni hőkezelés ajánlott a korrózióállóság megőrzése érdekében. 2017: Si Fe Cu Mn Mg Zn Cr Ti Egyéb Al 0,8 0,7 4,5 1,0 0,8 0,25 0,1 0,15 0,05 maradék Felhasználás: szegecsek, csavarok, nagyszilárdságú szerkezeti elemek a repülőgéiparban, gépgyártásban és katonai berendezések gyártásában. O 180 70 20 T4 425 275 21 7

Hegeszthetőség: a nagy réztartalom miatt a hegesztése nem ajánlott ömlesztő hegesztő eljárásokkal. Amennyiben ez elkerülhetetlen akkor a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. Sajtolóhegesztő eljárásokkal elfogadható minőségű kötés készítése lehetséges. Hegesztés utáni hőkezelés ajánlott a korrózióállóság megőrzése érdekében. 2024: Si Fe Cu Mn Mg Zn Cr Ti Egyéb Al 0,5 0,5 4,9 0,9 6,8 0,25 0,1 0,15 0,05 maradék Felhasználás: szegecsek, csavarok, nagyszilárdságú szerkezeti elemek a repülőgéiparban, gépgyártásban és katonai berendezések gyártásában. Kerekek, felnik O 185 75 20 T3 475 340 18 T4 460 330 20 T8 485 450 - Hegeszthetőség: a nagy réztartalom miatt a hegesztése nem ajánlott ömlesztő hegesztő eljárásokkal. Amennyiben ez elkerülhetetlen akkor a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. Sajtolóhegesztő eljárásokkal elfogadható minőségű kötés készítése lehetséges. Hegesztés utáni hőkezelés ajánlott a korrózióállóság megőrzése érdekében. 2048: Si Fe Cu Mn Mg Zn Egyéb Al 0,15 0,2 3,8 0,6 1,8 0,25 0,05 maradék Felhasználás: nagyszilárdságú szerkezeti elemek a repülőgépiparban és katonai berendezések gyártásában. T8 465 415 8 Hegeszthetőség: a nagy réztartalom miatt a hegesztése nem ajánlott ömlesztő hegesztő eljárásokkal. Amennyiben ez elkerülhetetlen akkor a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. Sajtolóhegesztő eljárásokkal elfogadható minőségű kötés készítése lehetséges. Hegesztés utáni hőkezelés ajánlott a korrózióállóság megőrzése érdekében. 8

2124: Si Fe Cu Mn Cr Mg Zn Ti Egyéb Al 0,2 0,3 4,9 0,9 0,1 1,8 0,25 0,15 0,05 maradék Felhasználás: nagyszilárdságú szerkezeti elemek a repülőgépiparban. T8 485 450 8 Hegeszthetőség: a nagy réztartalom miatt a hegesztése nem ajánlott ömlesztő hegesztő eljárásokkal. Amennyiben ez elkerülhetetlen akkor a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. Sajtolóhegesztő eljárásokkal elfogadható minőségű kötés készítése lehetséges. Hegesztés utáni hőkezelés ajánlott a korrózióállóság megőrzése érdekében. 2218: Si Fe Cu Mn Cr Ni Zn Egyéb Al 0,9 1,0 4,5 0,2 0,1 2,3 0,25 0,05 maradék Felhasználás: repülőgép és diesel motorok dugattyúi, turbina járókerekek. T7 375 280 11 T8 405 305 13 Hegeszthetőség: a nagy réztartalom miatt a hegesztése nem ajánlott ömlesztő hegesztő eljárásokkal. Amennyiben ez elkerülhetetlen akkor a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. Sajtolóhegesztő eljárásokkal elfogadható minőségű kötés készítése lehetséges. Hegesztés utáni hőkezelés ajánlott a korrózióállóság megőrzése érdekében. 2219: Si Fe Cu Mn Mg V Zn Ti Zr Egyéb Al 0,2 0,3 6,8 0,4 0,02 0,15 0,1 0,1 0,05 0,05 maradék Felhasználás: nagy szívóssággal rendelkezik -270 és +300 C között. Alkalmazzák különböző űrrepülőgép alkatrész gyártásához, illetve szuperszonikus repülőgépek szerkezeti elemeihez. 9

O 220 110 12 T3 315 200 8 T6 370 250 8 T8 455 345 12 Hegeszthetőség: a nagy réztartalom miatt a hegesztése nem ajánlott ömlesztő hegesztő eljárásokkal. Amennyiben ez elkerülhetetlen akkor a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. A kötés minősége jobb, mint a többi Al+Cu ötvözetnek. Sajtolóhegesztő eljárásokkal elfogadható minőségű kötés készítése lehetséges. Hegesztés utáni hőkezelés ajánlott a korrózióállóság megőrzése érdekében. 2618: Si Fe Cu Mg Ni Zn Ti Egyéb Al 0,25 1,3 2,7 1,8 1,2 0,1 0,1 0,05 maradék Felhasználás: repülőgép turbina alkatrészek, nagy üzemi hőmérsékletű alkatrészek. T6 440 372 10 Hegeszthetőség: a nagy réztartalom miatt a hegesztése nem ajánlott ömlesztő hegesztő eljárásokkal. Amennyiben ez elkerülhetetlen akkor a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni. Sajtolóhegesztő eljárásokkal elfogadható minőségű kötés készítése lehetséges. Hegesztés utáni hőkezelés ajánlott a korrózióállóság megőrzése érdekében. 2.3. 3xxx jelű ötvözetek Ezen anyagok fő ötvözője a mangán, amiből az eutektikus hőmérsékleten (657 o C) közel 2 %- ot képes oldatban tartani az alumínium mátrix. Ez gyakorlatilag az ötvözés felső korlátját is adja, mivel ennél nagyobb Mn tartalmaknál olyan vegyület fázisok képződnek, amelyek tulajdonságrontó hatásúak. Ezek az ötvözetek nemesítéssel nem keményíthetők, a mechanikai jellemzőket az alakítottság mértékével lehet befolyásolni. Az ötvözeteket a közepes szilárdság mellett a jó alakíthatóság, a hegeszthetőség és eloxálhatóság jellemzi, így fő felhasználási területeiket a csomagolástechnika, az edénygyártás, a tömegcikkipar és az építészet adja. Az alábbiakban néhány fontos ötvözetet sorolunk fel ebből a csoportból [23]: 3003: Si Fe Cu Mn Zn Egyéb Al 0,6 0,7 0,2 1,5 0,1 0,05 maradék 10

Felhasználás: minden olyan terméknél, ahol a jó alakíthatóság, jó hegeszthetőség és a kiváló korrózióállóság a fontos. Különböző élelmiszeripari és vegyipari berendezések, nyomástartó edények és csővezetékek. Építőipari tetőszerkezetek, hűtőegységek. O 110 42 40 H12 130 125 20 H14 150 145 16 H16 175 170 14 H18 200 185 10 Hegeszthetőség: kifejezetten jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. 3004: Si Fe Cu Mn Mg Zn Egyéb Al 0,3 0,7 0,25 1,5 1,3 0,25 0,05 maradék Felhasználás: tároló edények, vegyipari berendezések, izzó foglalatok. O 180 69 25 H32 215 170 17 H34 240 200 12 H36 260 230 9 H38 285 250 6 Hegeszthetőség: kifejezetten jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. 3105: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,6 0,7 0,3 0,8 0,8 0,2 0,4 0,1 0,05 maradék Felhasználás: Építőipari elemek, ereszcsatornák, mobil ház keretek. 11

O 115 55 24 H12 150 130 7 H14 170 150 5 H16 195 170 4 H18 215 195 3 H25 180 160 8 Hegeszthetőség: kifejezetten jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. 2.4. 4xxx jelű ötvözetek Ezen csoport ötvözetei szilíciumban gazdag anyagok, a Si tartalom elérheti akár a 17 %-ot is. A szilícium intermetallikus kiválások és elemi Si részecskék formájában van jelen és ennek okán ezek az ötvözetek meglehetősen ridegek és gyengén, vagy egyáltalán nem alakíthatóak. A kisebb Si tartalmú ötvözeteket forrasztható lemezek kialakításánál bevonatként (cladding alloy) használják, vagy hegesztő hozaganyagot készítenek belőlük [23]. 4032: Si Fe Cu Mg Cr Zn Ni Egyéb Al 13,5 1,0 1,3 1,3 0,1 0,4 1,3 0,05 maradék Felhasználás: nagy hőmérsékleten üzemelő alkatrészek, dugattyúk, hegesztési hozaganyag. T6 380 315 9 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. A Si tartalom miatt az AlSi12 hozaganyagot előnyben kell részesíteni. 2.5. 5xxx jelű ötvözetek Fő ötvözőjük a magnézium, amelyből 0,5 7,0 %-ot tartalmazhatnak. Az ötvözetek szilárdságát a szilárd oldatban lévő Mg biztosítja, amely tovább növelhető az alakítási keményedéssel. Fő jellemzőjük a jó alakíthatóság, a hegeszthetőség, az eloxálhatóság és korrózióállóság ezek egyben a felhasználási területeket is meghatározzák, lévén az építészet, az autóipar, a hajógyártás és a vegyipar egyaránt igényli ezeket az ötvözeteket. Az alumínium 427 o C-on még 15,3 % Mg-ot képes oldatban tartani, ugyanakkor szobahőmérsékleten az 12

oldott Mg tartalom már csak 1,9 %, az ezt meghaladó mennyiség pedig Mg5Al8 intermetallikus fázis formájában a szemcsehatárokon és a lokális feszültséggyűjtő helyeken válik ki. Néhány fontosabb ötvözet ebből a csoportból [23]: 5005: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Egyéb Al 0,3 0,7 0,2 0,2 1,1 0,1 0,25 0,05 maradék Felhasználás: építőipari elemek, huzalok, konyhai eszközök, csővezetékek. O 124 41 25 H12 138 131 10 H14 159 152 6 H16 179 172 5 H18 200 193 4 H32 138 117 11 H34 159 138 8 H36 179 165 6 H38 200 186 5 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. 5050: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Egyéb Al 0,4 0,7 0,2 0,1 1,8 0,1 0,25 0,05 maradék Felhasználás: építőipari elemek, csővezetékek, autóipari olajvezetékek. O 125 41 20 H32 150 110 6 H34 170 138 5 H36 185 151 4 H38 200 186 3 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. 13

Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Az interkrisztallin- és a feszültség-korrózióval szembeni ellenállás nő, ha a Mg koncentráció nem lépi át a ~3%-ot. Olyan felhasználási körülmények között, ahol interkrisztallin és / vagy feszültségkorrózió léphet fel, a varrat Mg koncentrációja az alapanyagokéhoz hasonló legyen, illetve ne legyen lényegesen magasabb. 5052: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Egyéb Al 0,25 0,4 0,1 0,1 2,8 0,35 0,25 0,05 maradék Felhasználás: építőipari elemek, hegesztett csövek, nyomástartó edények, szegecsek. O 195 90 25 H32 230 195 12 H34 260 215 10 H36 275 240 8 H38 290 255 7 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Az interkrisztallin- és a feszültség-korrózióval szembeni ellenállás nő, ha a Mg koncentráció nem lépi át a ~3%-ot. Olyan felhasználási körülmények között, ahol interkrisztallin és / vagy feszültségkorrózió léphet fel, a varrat Mg koncentrációja az alapanyagokéhoz hasonló legyen, illetve ne legyen lényegesen magasabb. 5056: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Egyéb Al 0,3 0,4 0,1 0,5 5,6 0,2 0,1 0,05 maradék Felhasználás: építőipari elemek, hajóipar, extrudált profilok. O 290 152 35 H18 434 407 10 H38 414 345 15 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell 14

biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Bizonyos körülmények között, pl. 65 C feletti üzemi hőmérséklet esetén a 3%-nál magasabb Mg tartalmú anyagok interkrisztallin és / vagy feszültségkorrózióra hajlamosak lehetnek, aminek esélye a Mg koncentrációval illetve a hidegalakítás mértékével nő. Ügyelni kell a felkeveredés hatásaira. 5083: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,4 0,4 0,1 1,0 4,9 0,25 0,25 0,15 0,05 maradék Felhasználás: autóipari, repülőgépipari, hajóipari alkatrészek, nyomástartó edények, rakéta alkatrészek, páncélok. O 290 145 22 H112 303 193 16 H116 317 228 16 H321 317 228 16 H323 324 248 10 H343 345 283 9 Hegeszthetőség: nagyon jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Bizonyos körülmények között, pl. 65 C feletti üzemi hőmérséklet esetén a 3%-nál magasabb Mg tartalmú anyagok interkrisztallin és / vagy feszültségkorrózióra hajlamosak lehetnek, aminek esélye a Mg koncentrációval illetve a hidegalakítás mértékével nő. Ügyelni kell a felkeveredés hatásaira. 5086: Si Fe Mn Mg Zn Ti Egyéb Al 0,4 0,5 0,7 4,5 0,25 0,15 0,05 maradék Felhasználás: autóipari, repülőgépipari, hajóipari alkatrészek, nyomástartó edények, vegyipari berendezések, páncélok. O 260 115 22 H112 270 130 14 15

H32 290 205 12 H34 325 255 10 Hegeszthetőség: nagyon jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Bizonyos körülmények között, pl. 65 C feletti üzemi hőmérséklet esetén a 3%-nál magasabb Mg tartalmú anyagok interkrisztallin és / vagy feszültségkorrózióra hajlamosak lehetnek, aminek esélye a Mg koncentrációval illetve a hidegalakítás mértékével nő. Ügyelni kell a felkeveredés hatásaira. 5154: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,25 0,4 0,1 0,1 3,9 0,35 0,2 0,2 0,05 maradék Felhasználás: hajóipari alkatrészek és szerkezeti elemek, nyomástartó edények, vegyipari berendezések, hegesztett szerkezetek. O 240 117 27 H112 240 117 25 H32 270 207 15 H34 290 228 13 H36 310 248 12 H38 330 269 10 Hegeszthetőség: nagyon jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Bizonyos körülmények között, pl. 65 C feletti üzemi hőmérséklet esetén a 3%-nál magasabb Mg tartalmú anyagok interkrisztallin és / vagy feszültségkorrózióra hajlamosak lehetnek, aminek esélye a Mg koncentrációval illetve a hidegalakítás mértékével nő. Ügyelni kell a felkeveredés hatásaira. 5182: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,2 0,35 0,15 0,5 5,0 0,1 0,25 0,1 0,05 maradék Felhasználás: polcok, autókarosszéria elemek. 16

O 276 138 25 H19 421 393 4 H32 317 234 12 H34 338 283 10 Hegeszthetőség: nagyon jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Bizonyos körülmények között, pl. 65 C feletti üzemi hőmérséklet esetén a 3%-nál magasabb Mg tartalmú anyagok interkrisztallin és / vagy feszültségkorrózióra hajlamosak lehetnek, aminek esélye a Mg koncentrációval illetve a hidegalakítás mértékével nő. Ügyelni kell a felkeveredés hatásaira. 5454: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,25 0,4 0,1 1,0 3,0 0,2 0,25 0,2 0,05 maradék Felhasználás: hegesztett szerkezetek, nyomástartó berendezések, vegyipari berendezések, hajó alkatrészek. O 250 117 22 H32 275 207 10 H34 305 241 10 H36 340 276 8 H38 370 310 8 H111 260 179 14 H112 250 124 18 H311 260 179 18 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Bizonyos körülmények között, pl. 65 C feletti üzemi hőmérséklet esetén a 3%-nál magasabb Mg tartalmú anyagok interkrisztallin és / vagy 17

feszültségkorrózióra hajlamosak lehetnek, aminek esélye a Mg koncentrációval illetve a hidegalakítás mértékével nő. Ügyelni kell a felkeveredés hatásaira. 5456: Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Egyéb Al 0,25 0,4 0,1 1,0 5,5 0,25 0,2 0,05 maradék Felhasználás: hegesztett szerkezetek, nyomástartó edények, tengerészeti alkalmazások, tároló tartályok, páncélok. O 310 159 24 H111 324 228 18 H112 310 165 22 H321 352 255 16 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Bizonyos körülmények között, pl. 65 C feletti üzemi hőmérséklet esetén a 3%-nál magasabb Mg tartalmú anyagok interkrisztallin és / vagy feszültségkorrózióra hajlamosak lehetnek, aminek esélye a Mg koncentrációval illetve a hidegalakítás mértékével nő. Ügyelni kell a felkeveredés hatásaira. 5652: Si+Fe Cu Mn Mg Cr Zn Egyéb Al 0,4 0,04 0,01 2,8 0,35 0,1 0,05 maradék Felhasználás: tároló tartályok, vegyipari berendezések. O 195 90 25 H32 230 195 12 H34 260 215 10 H36 275 240 8 H38 290 255 7 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. Ezek az ötvözetek hegesztőanyag nélküli hegesztéskor 18

kristályosodási repedésre hajlamosak. Kerülni kell a nagy mechanikai feszültségek kialakulását, illetve a varrat Mg koncentrációja lehetőleg 3% felett legyen. 5657: Si Fe Cu Mn Mg Zn Ga V Egyéb Al 0,08 0,1 0,1 0,03 1,0 0,05 0,03 0,05 0,02 maradék Felhasználás: autófelnik. H25 160 140 12 H28 195 165 7 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. Ezek az ötvözetek hegesztőanyag nélküli hegesztéskor kristályosodási repedésre hajlamosak. Kerülni kell a nagy mechanikai feszültségek kialakulását, illetve a varrat Mg koncentrációja lehetőleg 3% felett legyen. 5754: Vegyi összetétel százalékosan megadva [24]: Si Fe Cu Mn Mg Zn Cr Ti Egyéb Al 0,4 0,4 0,1 0,5 3,6 0,2 0,3 0,15 0,05 maradék Felhasználás: hegesztett szerkezetek az energetikai-, vegyi- és élelmiszeriparban. Hajók, csónakok, vízi járművek vázszerkezetei, járműipari vázszerkezetek, szegecsek. O 215 100 25 H22 245 185 15 H24 270 215 14 H26 290 245 10 H28 315 270 9 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. Az interkrisztallin- és a feszültség-korrózióval szembeni ellenállás nő, ha a Mg koncentráció nem lépi át a ~3%-ot. Olyan felhasználási körülmények között, ahol interkrisztallin és / vagy feszültségkorrózió léphet fel, a varrat Mg koncentrációja az alapanyagokéhoz hasonló legyen, illetve ne legyen lényegesen magasabb. 19

2.6. 6xxx jelű ötvözetek Nemesítéssel keményíthetőek, köszönhetően a bennük egyenként 0,3-1,5 % mennyiségben lévő szilíciumnak és magnéziumnak. Ez a két ötvöző a magnézium-szilicid vegyületfázist hozza létre, amelyre nézve az alumínium mátrix nagy korlátolt oldékonysággal rendelkezik. Az oldóhőkezelést és gyors hűtés utáni öregítés hatására a túltelített szilárd oldatból megindul a zónás kiválás, az Mg 2 Si vékony tűk, majd rúdszerű átmeneti fázisok formájában jelenik meg, jelentősen növelve a szilárdságot. Ennek nagyságát alapvetően a kiválások diszperzitása határozza meg. A diszperzitás növelhető a homogenitás javításával, az öregítési paraméterek optimálásával, a gyors hűtés és az öregítés közötti hevertetés idejének csökkentésével, valamint adalék elemekkel (ezek közül elsősorban Cu adalékkal). Az ötvözeteket a közepes/nagy szilárdság mellett a jó alakíthatóság, hegeszthetőség, eloxálhatóság és korrózióállóság jellemzi. Néhány gyakran felhasznált ötvözet ebből a csoportból [23]: 6009: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 1,0 0,5 0,6 0,8 0,8 0,1 0,25 0,1 0,05 maradék Felhasználás: autókarosszéria elemek. T4 234 131 24 T6 345 324 12 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. 6010: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 1,2 0,5 0,6 0,8 1,0 0,1 0,25 0,1 0,05 maradék Felhasználás: autókarosszéria elemek. T4 296 186 23 T6 386 372 11 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. 20

6061: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,8 0,7 0,4 0,15 1,2 0,3 0,25 0,15 0,05 maradék Felhasználás: autókarosszéria elemek, vasúti kocsik, bútorok, csővezetékek, kerékpár vázak. O 125 55 27 T4 235 140 21 T6 310 270 14 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn.további hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) lehet használni. Ezeknek az ötvözeteknek hozaganyag nélküli hegesztése nem javasolt, mivel hidegrepedésre hajlamosak. 6082: Vegyi összetétel százalékosan megadva [24]: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 1,3 0,5 0,1 1,0 1,2 0,25 0,2 0,1 0,05 maradék Felhasználás: vasúti kocsik vázszerkezete, teherautók vázszerkezete, hajó felépítmények, hidak, katonai mobilhidak, kerékpárok, energetikai és bányászati berendezések. O 130 60 27 T1 260 170 24 T4 260 170 19 T5 325 275 11 T6 340 310 11 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) érdemes használni az optimális mechanikai tulajdonságok eléréséhez. 21

6463: Si Fe Cu Mn Mg Zn Egyéb Al 0,6 0,15 0,2 0,05 0,9 0,05 0,05 maradék Felhasználás: extrudált építészeti elemek, extrudált járműipar alkatrészek. O 150 90 20 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn.további hozaganyagként a nagyobb szilícium tartalmú hozaganyagokat (AlSi5, AlSi12) lehet használni. Ezeknek az ötvözeteknek hozaganyag nélküli hegesztése nem javasolt, mivel hidegrepedésre hajlamosak. 2.7. 7xxx jelű ötvözetek Ezek az úgynevezett kemény ötvözetek, amelyek nagy szilárdságát a nemesítő hőkezelés biztosítja. Fő ötvözőjük a cink (általában 4-6 % -ban tartalmazzák) és a magnézium (1-3 %). Az alumínium 443 o C-on 70 % Zn-t képes oldatban tartani, szobahőmérsékleten viszont csak 0,1 %-ot. Ez a széles oldékonysági tartomány, valamint a más ötvözőkkel való társítás teszi lehetővé azt, hogy nagy folyáshatárú ötvözeteket is elő lehessen állítani. A kiemelkedő szilárdsághoz megfelelő alakíthatóság és hegeszthetőség is párosul, ezért ezeket az anyagokat főként a haditechnika, a járműgyártás és az építészet használja, de a legkülönbözőbb használati tárgyakban (síbot, teniszütő) is találkozhatunk velük. Komoly alkalmazási korlát ugyanakkor az, hogy ezek az ötvözetek nagyon hajlamosak a feszültségkorrózióra [23]. 7005: Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Zn Zr Egyéb Al 0,35 0,4 0,1 0,7 1,8 0,2 0,06 5 0,2 0,05 maradék Felhasználás: extrudált szerkezeti elemek az építőiparban és a járműiparban, hőcserélők, sportszerek. T53 392 345 15 Hegeszthetőség: jól hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg 22

koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. 7039: Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Zn Egyéb Al 0,3 0,4 0,1 0,4 3,3 0,25 0,1 4,5 0,05 maradék Felhasználás: nyomástartó edények, páncélzatok, rakétakilövő szerkezetek, tárolótartályok. O 227 103 22 T61 400 330 14 T64 450 380 13 Hegeszthetőség: hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. 7049: Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Zn Egyéb Al 0,25 0,35 1,9 0,2 2,9 0,22 0,1 8,2 0,05 maradék Felhasználás: kovácsolt repülőgép alkatrészek, extrudált profilok. T73 496 427 7 T73511 510 441 7 T75511 538 483 7 Hegeszthetőség: hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. 23

7050: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zr Zn Ti Egyéb Al 0,12 0,15 2,6 0,1 2,6 0,04 0,15 6,7 0,06 0,05 maradék Felhasználás: repülőgép szerkezeti elemek (extrudált, lemez, kovácsolt). T73651 510 455 11 T73652 662 572 13 Hegeszthetőség: hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. 7075: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,4 0,5 2,0 0,3 2,9 0,28 6,1 0,2 0,05 maradék Felhasználás: repülőgép szerkezeti elemek, katonai járművek szerkezeti elemei. Csavarok, szegecsek. O 228 103 17 T6 572 503 11 T73 503 434 8 Hegeszthetőség: hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. 7178: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,4 0,5 2,4 0,3 3,1 0,35 7,3 0,2 0,05 maradék 24

Felhasználás: repülőgép és űrrepülőgép szerkezeti elemek. T6 605 540 11 T76 570 505 11 Hegeszthetőség: hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. 7475: Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,12 1,9 0,06 2,6 0,25 6,2 0,06 0,05 maradék Felhasználás: repülőgép szerkezeti elemek, szárnyak, borítások. T61 552 496 12 T761 524 462 12 Hegeszthetőség: hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. 2.8. 8xxx jelű ötvözetek Ebbe a csoportba azok az ötvözetek tartoznak, amelyek akár a fő ötvözőjük, akár ötvöző párosításaik alapján nem férnek be az előzőekben tárgyalt ötvözet csoportokba. A 8090-es, a 8091-es és a 8093-as jelű anyagok fő ötvözője a lítium, amelynek a sűrűsége lényegesen kisebb, mint az alumíniumé, így az Al-Li ötvözetek mintegy 10 %-kal könnyebbek, mint más alumínium ötvözetek. Ráadásul ezek szilárdsága a koherens, rendezett LiAl3 precipitátumok megléte miatt nemesítéssel növelhető, így nem különös, hogy ezeket az ötvözeteket elsősorban a repüléstechnika használja. A leggyakrabban használt ötvözet ebben a csoportban [23]: 25

8090: Vegyi összetétel százalékosan megadva [24]: Si Li Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Egyéb Al 0,2 2,7 0,3 1,6 0,1 1,3 0,1 0,25 0,1 0,05 maradék Felhasználás: űrrepülőgép szerkezeti elemek, katonai berendezések. T8151 450 370 7 Hegeszthetőség: hegeszthető alumínium ötvözet. Ha jó korróziós tulajdonságokat kell elérnünk, illetve színeltérés nem megengedett, az alapanyag és a hegesztőanyag Mg koncentrációjának hasonlónak kell lennie. Ha nagy szilárdságot illetve folyáshatárt kell biztosítanunk a varratban, a hegesztőanyag Mg koncentrációja 4,5...5 % kell legyen. A Cr és a Zr csökkenti a kristályosodási repedési hajlamot. A Zr csökkenti a melegrepedés veszélyét. Ennek megfelelően az alábbi hozaganyagok alkalmazása ajánlott: AlMg3, AlMg5Cr, AlMg4,5Mn0,7, AlMg4,5MnZr, AlMg5,2Mn. 3. Alumínium és ötvözetei hegesztését befolyásoló anyagtulajdonságok Az alumínium és ötvözeteinek egyes fizikai, kémiai, mechanikai, valamint technológiai tulajdonságai jelentősen eltérnek más technikai fémek hasonló tulajdonságaitól. Ezek az eltérések indokolják, illetve határozzák meg az alumínium és ötvözetei felhasználását, az alkalmazás területeit, valamint jelentősen befolyásolják a hegeszthetőségét 2, 4]. Elemezve a sajátosságokat, illetve eltéréseket az alumínium és ötvözeteinek hegeszthetősége szempontjából ki kell emelni az alábbiakat, az acélokkal való összevetésben: a viszonylag alacsony olvadáspont (480-660 C), míg az acéloknál ez 1500 C feletti, olvadáskor nincs elszíneződés, szemben az acélokkal, nagy az oxigén iránti affinitás, technikai fémek közül a legnagyobb, felületen összefüggő oxidhártya magas olvadáspontja (2050 C), míg acéloknál oxidtól függően 1400-1600 C közötti, nagy fajhő, az acélokénak mintegy kétszerese, nagy hővezető-képesség, az acélokénak nagyobb mint háromszorosa, jó villamos vezető-képesség, az acélokénak négyszerese, nagy hőtágulási együttható, az acélokénak kétszerese, változó hidrogénoldó-képesség, (folyékony-szilárd állapotban 20 az 1-hez), hőhatásövezet eltérő tulajdonsága, mechanikai tulajdonságok jelenős megváltozása [4, 5]. Az előzőekben felsoroltak alapján az alumínium és ötvözetei hegeszthetőségének elemzésekor célszerű vizsgálni és kitérni: a repedésérzékenységi hajlamra, a porozitási hajlamra, az oxidhártya jelenlétére, és a hőhatásövezet sajátosságainak elemzésére [2]. 26

3.1. Repedésérzékenységi hajlam Hegesztett kötés egyik legveszélyesebb, s egyben elkerülendő eltérése (hibája) a repedés. Az alumínium és ötvözetei hegesztésénél a repedékenység két fajtája léphet fel, a hideg-, valamint a melegrepedékenység. A varrat melegrepedési hajlamát az okozza, hogy dermedéskor a likvidusz hőmérséklete alatt megjelenő kristálycsírák növekedése közben előállhat az a helyzet, hogy a szemcsék már összeérnek, közöttük azonban még folyadék van, s a dermedés további szakaszában ez a folyadék már utánpótlást nem kap. A dermedéskor egyre kisebb térfogatú folyadék a már szilárd szemcsék közül eltűnik, folytonossági hiány keletkezik, amelyet a hűlés közben alakváltozó alapanyag kitágít, felrepeszt [6]. Jelentős és meghatározó az alumínium-ötvözetek meleg-repedésérzékenysége szempontjából a likvidusz és a szolidusz közötti hőfokköz mértéke. Ebben a mezőben a lehűlés során erőteljes a zsugorodás, miközben a varrat szilárdsága minimálás és csökkent alakváltozó képességgel rendelkezik. A tapasztalat azt mutatja, hogy amennyiben a hegfürdőben legalább 15 % eutektikum képződik, a melegrepedési érzékenység elhanyagolható mértékűre csökken. Ennek megfelelően lehetőleg a hegesztő anyag összetételét tehát úgy célszerű megválasztani, hogy a varratban, vagy legalább 3 % Si, vagy legalább 4,5 % Mg legyen, ezen elemek hatását mutatja be az 1. ábra [2, 7]. 1. ábra. A varrat melegrepedés érzékenységének függése az ötvözőelemek tömeg %-ától Az öntészeti alumínium ötvözeteknél a melegrepedési hajlam elkerülése szempontjából a szükséges eutektikum mennyisége könnyen elérhető, ugyanakkor figyelemmel kell lenni arra is, hogy a nagyobb mennyiségű ötvözet rideg, nehezen alakítható. Így a repedés megjelenésének valószínűsége annál nagyobb, minél nagyobb a belső feszültség, vagyis: minél nagyobb a túlhevítés, a darab mérete, a fajlagos zsugorodás, a hőtágulási együttható mértéke és minél merevebb a megfogás. Az előzőeket figyelembe véve a repedési veszélyt a hegesztendő ötvözethez jól megválasztott hegesztő huzal, vagy pálca összetétele mellett (ötvözők és szemcsefinomító adalékok), a hegesztési körülményekkel (kötés kialakítása, megfogás merevsége, hőhatás szélessége) és a hegesztéstechnológiával (hegesztő eljárás, bevitt hőmennyiség, hegesztési sebesség) lehet csökkenteni [1, 2]. 3.2. Porozitási hajlam A fémek, fémötvözetek köztük az alumínium és ötvözetei is gázoldó képessége és mértéke eltérő, továbbá e gázok az oldott gáztartalom mértékétől függően különböző hatást 27

fejtenek ki a fémek, fémötvözetek tulajdonságaira. A fémek hegesztésénél gondot okozó gázok (oxigén, hidrogén, nitrogén) közül az alumínium és ötvözeteinél meghatározó a hidrogén. Míg az olvadt alumínium hidrogénoldóképessége a hőmérséklettől erőteljesen függ és jelentős, addig szilárd állapotban ezen oldás jelentősen csökken és szobahőmérsékleten kisebb, mint 0,001 cm 3 /100g fém [5]. Ezen jelentős oldásbeli különbség következménye és oka a szilárd fémben kiváló hidrogén okozta gázzárványok (porozitás) megjelenésének. A gázzárványok helyi belső feszültségek növekedését, anyagfolytonossági hibákat okozva fokozzák a repedésérzékenységet, ridegedést eredményeznek, jelentősen csökkentik a hajlíthatóságot, erősen csökkentik a szilárdságot (különösen a folyási és kifáradási határt) és rontják a korrózióállóságot [7]. A hidrogén különböző helyekről kerülhet a varratba, így a hegesztendő anyag és hozaganyag felületén megtapadó nedvességből, a felületi szennyezőkből (zsírokból, olajokból), az anyag belsejében az anyag előállítása során elnyelt gázokból, továbbá az alkalmazott védőgázból. Befolyásolja a hidrogén varratba kerülését az előzőeken túl a hegesztés technikája is, különösen a pisztoly tartás, vezetés. Ezekre mutat példát fogyóelektródás ívhegesztésekre a 2. ábra [8]. 2. ábra. A hidrogén varratba kerülésének lehetőségei fogyóelektródás ívhegesztésnél A fogyóelektródás ívhegesztéseknél a varratba kerülő hidrogén mennyisége halmozódik, így az össz gáztartalom kialakulásában mindegyik területnek fontos szerepe van, ezt szemlélteti a 3. ábra. 3. ábra. A varratba bekerülő össz gáztartalom meghatározó lehetőségei 28

A varrat össz gáztartalmát csökkenteni elsősorban tisztítással, amely ki kell terjedjen az alap- és hozaganyagra, az alkalmazott védőgázra, továbbá gondos hegesztéstechnológiával lehetséges, amely különösen nagy hőkoncentrációjú gyors hegesztő eljárásoknál fontos. 3.3. A felületi oxidhártya jelenléte Az alumínium és ötvözetei hegesztését befolyásoló tényezőként kell kiemelni a nagy oxigén iránti affinitást, ami a felületen kialakuló, összefüggő Al 2 O 3 oxidréteg keletkezését okozza. Ez az oxidréteg természetes körülmények között alakul ki, és eltávolítását követően néhány óra alatt újraképződik és így akadályozza a hegesztést. Az oxidréteg vastagságának növekedési sebessége a hőmérséklet emelkedésével meggyorsul. A hegesztett kötések hibamentes kialakításának így fontos feltétele a felületet összefüggően borító oxidréteg minél tökéletesebb eltávolítása a hegesztés során. Ezt alapvetően indokolja az a tény, hogy az alumíniumoxid az alumíniumnál lényegesen magasabb hőmérsékleten, mintegy 2050 C-on olvad és a folyékony fémet is összefüggő rétegben borítja, akadályozva ezzel a kötés kialakítását, ugyanis az oxidréteg meggátolja a hegesztés folyamán a megolvadt alapanyag és hegesztő hozaganyag összeolvadását. Az oxidréteg eltávolítása a hegesztés folyamata alatt az egyes hegesztő eljárásoknál különböző módon valósítható meg. Az oxidréteg eltávolításának hatékony megoldása a korszerű védőgázas hegesztő eljárásoknál az argon védőgáz alatt megvalósuló katódporlasztással kiváltott oxidbontás. A katódporlasztással kiváltott oxidbontás egy összetett folyamat eredménye, amely az argonban égő ív egyenáram fordított polaritásának alkalmazása során alakul ki. Ekkor a nagy tömegű pozitív töltésű argon ionok az oxidhártyával rendelkező katódként kapcsolt felületbe ütközve kialakítják a katódfoltot, mely a felületen vándorolva, kis felületen okoz nagymértékű felhevülést. Az oxidhártya alatt ezen a kis felületen az alumínium forráspontja fölé hevülve gőzrobbanásszerűen felszakítja az oxidréteget. Az így megbontott oxidréteg eltávolodik a hegesztendő felületről és újraképződését a semleges argonvédőgáz meggátolja. Ez a hatékony oxidbontási folyamat sikeresen alkalmazható argonvédőgázas volframelektródás, illetve fogyóelektródás ívhegesztéseinél. Sajtolóhegesztések esetén részben az előzetes oxidvékonyítással, vagy a sajtoló erő biztosította oxid feltörés (HV ox >HV alapa ). kedvező feltétel adta) kötés síkjából való kisajtolás biztosítja az oxidréteg eltávolítását [9]. 3.4. A hőhatásövezet sajátosságai A hegesztő eljárások többségénél a kötés kialakítására hőenergia felhasználásával kerül sor. A kötés kialakítására alkalmazott hőenergia egy része a munkadarabban szétterjed és felhevíti azt. Így a hegesztett anyagot a varrattól kiindulva, alapvetően hegesztő eljárástól és az anyag hőfizikai jellemzőitől függően hőhatások érik és idéznek elő különböző szövetszerkezeti, illetve mechanikai tulajdonságbeli változásokat. Ez különösen igaz olyan alapanyag hegesztésénél, ahol hidegalakítással szilárdított, illetve hőkezeléssel nemesített alumínium ötvözetek kerülnek felhasználásra. A hidegalakítással növelt szilárdságú ötvözetek esetén a hőhatás okozta kilágyulás figyelhető meg, míg a nemesítéssel szilárdított ötvözeteknél bonyolultabb, összetettebb zóna alakul ki, ahol újranemesedett, lágyított, kiválásos zónákkal számolhatunk. A 4. ábra különböző típusú ötvözetek keménységének változását szemlélteti a varrattól mért távolság hőhatásövezet mentén. 29