Выбор подходящего присадочного материала для алюминия (сварочной проволоки) — сложная техническая задача, напрямую влияющая на прочность, коррозионную стойкость, трещиностойкость и внешний вид сварного соединения. Следующие шесть ключевых факторов помогут вам сделать правильный выбор.

1. Марка сплава основного металла (наиболее важный фактор)

При выборе присадочного материала главным фактором является основной металл (основной металл), который вы свариваете. Цель — выбрать присадочный металл, химический состав которого близок к химическому составу основного металла, но который улучшает свойства металла шва после плавления.

① Основной принцип: обратитесь к таблице выбора присадочного металла, рекомендованной поставщиком основного металла или ассоциацией сварщиков (например, AWS). Это наиболее надежный метод.
② Примеры распространённых пар:
● Сварка сплава 6061: обычно предпочтительны сплавы ER4043 или ER5356.
● Сварка сплава 5052: необходимо использовать ER5356 или ER5183. Использование ER4043 приведет к несоответствию химического состава шва и снижению производительности.

● Сварка сплава 3003: обычно используется ER1100.
● Сварка литья (например, A356): обычно используется ER4043.

2. Требования к эксплуатации и эксплуатационным характеристикам сварного шва

В каких условиях будет использоваться сварной шов? Каким воздействиям он будет подвергаться?

① Требования к прочности:
● ER5356: Прочность сварного шва, обеспечиваемая этим сплавом, обычно выше, чем у ER4043, особенно при сварке нетермообрабатываемого упрочненного алюминия (например, серии 5xxx).
● ER4043: Немного ниже прочность, но с лучшей текучестью и лучшими характеристиками сварки.                                         ② Пластичность и прочность:
● ER5356: Обладает более высокой пластичностью и подходит для конструкций, подверженных ударам и вибрации.
③ Анодирование:
● Если после обработки детали требуется анодирование, убедитесь, что цвет сварного шва соответствует основному металлу. После анодирования сварные швы стали ER4043 имеют темно-серый цвет, значительно отличающийся от основного металла. Хотя ER5356 обеспечивает относительно хорошее соответствие, небольшие различия все же могут наблюдаться. Для деталей с чрезвычайно высокими требованиями к внешнему виду необходимы испытания.
④ Эксплуатация в условиях высоких температур:
● ER4043 сохраняет лучшую прочность, чем ER5356, при температурах выше 65°C. ER5356 может размягчаться при высоких температурах из-за выделения фазы Mg2Si.

3. Стойкость к трещинам

Горячие трещины (кристаллизационные трещины) являются серьезной проблемой при сварке алюминия.

① Роль кремния (Si): ER4043 (содержание Si 5%) обладает превосходной стойкостью к горячим трещинам. Это обусловлено тем, что кремний образует большое количество легкоплавкой эвтектики, которая «залечивает» трещины между границами зерен при кристаллизации шва.
② Сфера применения: При сварке термообрабатываемых сплавов (например, серии 6xxx) или сплавов с высокой склонностью к трещинам предпочтительным выбором является ER4043, поскольку он эффективно предотвращает образование горячих трещин. Для нетермообрабатываемых сплавов (например, серии 5xxx), которые изначально обладают более высокой трещиностойкостью, чаще используется аналогичный ER5356.

4. Коррозионная стойкость

Коррозионная стойкость сварного шва должна соответствовать стойкости основного металла, особенно в морской среде или химической промышленности.

① Принцип: Электродный потенциал сварного шва должен быть максимально близок к потенциалу основного металла, чтобы избежать электрохимической (гальванической) коррозии.
② Роль магния (Mg): алюминиево-магниевые сплавы серии 5xxx (например, 5052) обладают превосходной коррозионной стойкостью. Использование сварочной проволоки с высоким содержанием магния, такой как ER5356 (содержащей 5% Mg), позволяет сохранить коррозионную стойкость сварного шва.
③ Примечание: При использовании сварочной проволоки ER4043 (содержащей кремний) для сварки основных металлов серии 5xxx, кремний может привести к изменению микроструктуры шва, что может снизить его коррозионную стойкость, особенно стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением, по сравнению с основным металлом.

5. Метод сварки и эксплуатационные характеристики

Различные методы сварки требуют различных свойств сварочной проволоки.

① Сварка MIG (сварка в среде инертного газа):
● Обычно используется проволока большего диаметра (например, 0,8 мм, 1,0 мм, 1,2 мм).
● ER5356: Обеспечивает более стабильную дугу и лучшую подачу проволоки, что делает его распространённым выбором для сварки MIG.
● ER4043: Обеспечивает лучшую текучесть, более влажную сварочную ванну и лёгкое смачивание кромки шва, но подача проволоки может быть немного менее стабильной, чем у 5356.
② Сварка TIG (сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа):
● Требует более высокой текучести проволоки и хорошего внешнего вида шва.
● ER4043: Благодаря превосходной текучести и гладкому внешнему виду шва, он очень популярен при сварке TIG, особенно для изделий, требующих высокого уровня эстетики.
● ER5356: Также может использоваться для сварки TIG, обеспечивая более жёсткий шов с более чёткими контурами.

6. Обработка после сварки

Требуется ли дополнительная обработка изделия после сварки?

1. Термическая обработка после сварки:
● Если сварной шов требует обработки на твердый раствор и искусственного старения (например, отпуск T6), следует выбрать сплав ER4043. ER5356 значительно теряет прочность после высокотемпературной термообработки.
② Анодирование после сварки:
● Как упоминалось выше, требуется тщательный выбор проволоки для соответствия цвету. ER5356, как правило, предпочтительнее, чем ER4043.
③ Пайка:
● Это другой процесс соединения, требующий специальных присадочных металлов для алюминиевой пайки (обычно с более высоким содержанием кремния и более низкой температурой плавления), которые отличаются от присадочных металлов для сварки.

Краткое содержание и краткая справка