Drahtelektroden zum Schutzgasschweissen von Aluminium- und Aluminiumlegierungen
1. Empfehlung geeigneter Drahtelektroden zum Schutzgasschweissen von Aluminium- und Aluminiumlegierungen
SAFRA Drahtelektroden zum Schutzgasschweissen
2. Beschreibung
Aluminium-Legierungen ist nach Stahl das am meisten verwendete Material. In den letzten 60 Jahren haben diese Legierungen einen festen Platz in vielen Bereichen der Technik erobert. Sein Einsatz erstreckt sich auf fast alle Gebiete der Technik, von einfachen Gegenständen des täglichen Bedarfs bis hin zu hochbeanspruchten Konstruktionen. Besonders im Verkehrswesen liegt ein Anwendungsschwerpunkt, gefolgt von den Bereichen Bautechnik und Maschinenbau. Auch die Verpackungsindustrie kennt Aluminium schon seit vielen Jahren als einen attraktiven Werkstoff.
Die kennzeichnenden Eigenschaften von Aluminiumwerkstoffen sind die hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, geringe Dichte, hohe Duktilität auch bei sehr tiefen Temperaturen, gute Korrosions- und Witterungsbeständigkeit.
Aluminium-Legierungen, weisen vorwiegend Gehalte anderer Elemente auf, wie Mangan, Magnesium, Silizium, Kupfer und Zink. Mit diesem Zulegieren lassen sich die Festigkeitseigenschaften deutlich erhöhen und auch andere Eigenschaften wesentlich beeinflussen. Verbunden mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten und der guten Wärmeleitfähigkeit müssen in der Vorbereitung und während des Schweissens Massnahmen getroffen und berücksichtigt werden.
Aluminium-Legierungen und deren Eigenschaften
Al99.0 … 99.98
Festigkeit gering, Umformbarkeit gut, chemische Beständigkeit sehr gut
AlMg1 … AlMg5
Zunahme der Festigkeit mit Mg-Gehalt, chemische Beständigkeit gut
AlMgMn
Warmfestigkeit verbessert durch Manganzusatz
AlSi5 … AlSi12
Verbesserung der Fliessfähigkeit und Giessbarkeit, vor allem bei Siliziumgehalten über 7 % Gussteile
3. Schweisseignung
Wichtige Voraussetzung für eine einwandfreie Schweissverbindung zwischen Aluminiumbauteilen ist die Beseitigung der Oxidschicht, die sich unter Einfluss des Luftsauerstoffes spontan auf Aluminiumoberflächen bildet.
Bewährt haben sich das WIG-Schweissverfahren unter Wechselstrom mit kaltzuführenden WIG Schweissstäben und das MIG Schweissen mit stromgeführter Drahtelektrode im Pulslichtbogen. Als Schutzgase werden das klassische Reinstargon sowie Argon-Helium-Gemische verwendet. Der Einsatz unter Impulslichtbogentechnik erweitert den Anwendungsbereich beim MIG Schweissverfahren auch in einen unteren Blechdickenbereich und erhöht deutlich die Sicherheit gegen Porenbildung.
Mögliche Kombinationen von Schweisszusatzwerkstoffen – Werkstoffverbindungen
| Werkstoff | Schweißeignung | Schweißzusatz |
| Al99.0 ... 99.98 | gut | SG-Al 99.5, SG-Al 99.5Ti, SG-Al 99.8 |
| AlMg1 ... AlMg5 | gut | SG-AlMg3, SG-AlMg5 |
| AlMg4.5Mn | sehr gut | SG-AlMg5, SG-AlMg4.5Mn |
| AlSi5 ... AlSi12 | gut | Al-Si5, SG-Alsi12 |
Die Vorgänge beim Erstarren einer Schmelze verlangen einen Schweisszusatz der nicht nur im Hinblick auf Festigkeit und gutes Fliessverhalten, sondern auch bezüglich der beim Erstarren und Schrumpfen auftretenden Rissgefahr dem Grundwerkstoff angepasst ist. Die Rissneigung ist ein Indikator des Legierungstyps und muss bei der Wahl des Schweisszusatzes mitberücksichtigt werden. Die Porenbildung bei der schweisstechnischen Verarbeitung bei Aluminium-Legierungen ist von je her ein zentrales Thema. Eine tragende Rolle spielt hierbei der Wasserstoff der u.a. als Ursache für Porenbildung anzusehen ist. Insbesondere bei hohen Schweissgeschwindigkeiten werden aufsteigende Gasblasen unter Umständen am Aufsteigen durch die Erstarrungsfront gehindert. Bei dicken Wandstärken ist somit eine geringfügige Porenbildung kaum zu vermeiden. Da es sich hierbei um ein sehr komplexes Thema handelt, spielt auch die Drahtelektrode selbst eine ergänzende wichtige Rolle. Die Oxidhaut kann bei unsachgemässer Lagerung eine gewisse Menge an Wasser aufnehmen. Auch der Herstellungsprozess der Drahtelektrode ist ausserordentlich wichtig und rundet das Ergebnis einer erfolgreichen Verbindungsschweissung ab.
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