Drahtelektroden zum Schutzgasschweissen von Aluminium- und Aluminiumlegierungen

1. Empfehlung geeigneter Drahtelektroden zum Schutzgasschweissen von Aluminium- und Aluminiumlegierungen

SAFRA Drahtelektroden zum Schutzgasschweissen

SAFRA Al.Mg.3 5754

DIN EN ISO 18273S AL 5754-AlMg3

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SAFRA Al.Mg.4.5Mn ER 5183

DIN EN ISO 18273S AL 5183-AlMg4,5 Mn0,7 A

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SAFRA Al.Mg.5 ER 5356

DIN EN ISO 18273S AL 5356-AlMg5Cr A

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SAFRA Al.Si.5 ER 4043

DIN EN ISO 18273S AL 4043A-AlSi5A

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SAFRA Al.Si.12 ER 4047

DIN EN ISO 18273 S AL 4047 A-AlSi12 A

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Anmerkung: die Eigenschaften der empfohlenen Schweisszusätze müssen auf die Schweisseignung der Stähle, den daraus resultierenden Anforderungen und auf die Beanspruchung der zu fertigenden Konstruktion abgestimmt sein. Natürlich sind Einsätze anderer, artgleicher oder artähnlicher Schweisszusätze möglich. Bitte in Abstimmung mit dem technischen Support. Eine Ergänzung und eine Hilfe zur Produktauswahl entnehmen Sie bitte auch der anschliessenden Kurzbeschreibung und Schweisseignung dieser Werkstoffgruppe.

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

WerkstoffSchweißeignungSchweißzusatz
Al99.0 ... 99.98 gutSG-Al 99.5, SG-Al 99.5Ti, SG-Al 99.8
AlMg1 ... AlMg5gutSG-AlMg3, SG-AlMg5
AlMg4.5Mnsehr gutSG-AlMg5, SG-AlMg4.5Mn
AlSi5 ... AlSi12 gutAl-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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