ER4043 Wire: Specifikationer, applikationer og svejseparametre

Hvad ER4043 Wire er, og hvorfor siliciumindhold betyder noget

Betegnelsen ER4043 følger AWS elektrode/stav-klassifikationssystemet: "E" angiver elektrode, "R" angiver stang (den fungerer som begge), "4043" placerer i 4000-seriens aluminium-silisiumlegering familie. Det høje siliciumindhold - op til 6% - bestemmer grundlæggende trådens adfærd under svejsning på tre måder:

For det første sænker silicium smeltepunktet for aluminiumsfyldstoffet, hvilket forbedrer fluiditeten og befugtningsvirkningen i svejsebadet. En 4043 svejsepool flyder lettere ind i fugemellemrum og uregelmæssige riller end et fyldstof med lavere silicium, hvorfor ER4043 foretrækkes til svejsning uden for position og til samlinger med variabel tilpasning. For det andet indsnævrer silicium størkningsområdet for svejsemetallet - temperaturvinduet mellem liquidus og solidus reduceres, hvilket dramatisk sænker følsomheden for varmrevnende (størkningsrevner). Dette er den primære grund til, at ER4043 bruges på 6xxx-seriens legeringer som 6061, 6063 og 6082, som i sig selv er modtagelige for varmeevner, når de svejses med fyldstoffer, der udvides i stedet for at indsnævre størkningsområdet. For det tredje giver siliciumindholdet en lidt mørkere, gråfarvet svejsestrengoverflade, hvilket er en kendt egenskab - anodiserede 4043-svejsninger fremstår mørkere end grundmetallet, hvilket er relevant i arkitektoniske og dekorative applikationer, hvor svejseudseende efter anodisering har betydning.

ER4043 Kemisk sammensætning og mekaniske egenskaber

Følgende tabeller viser de AWS A5.10 specificerede kemiske grænser og de mekaniske egenskaber som deponeret for ER4043-tråd. Det er de værdier, som certificeringstestresultater skal verificeres i forhold til, når en ny leverandør er kvalificeret.

Kompatibilitet med basismetal — legeringer ER4043 svejser hvilke bedst

ER4043 er ikke universelt kompatibel med alle aluminiumslegeringer. Dens høje siliciumindhold gør den fremragende til nogle legeringsfamilier og uegnet eller begrænset til andre. Følgende opdeling dækker over de mest almindelige basismetalfamilier, som man støder på i fabrikations- og reparationsarbejde:

• 6xxx-serien (6061, 6063, 6082, 6005): Den primære applikation til ER4043. Disse legeringer indeholder magnesium og silicium som forstærkende elementer, og deres størkningsområde matches nøje af fyldstoffet 4043. Modstanden mod varmeevner i 6061-T6 svejset med ER4043 er væsentligt bedre end med ER5356. Varmebehandling efter svejsning af 6061 samlinger svejset med ER4043 er mulig og muliggør delvis genvinding af T6-styrken — svejsezonen kan nå ca. 60–70 % af uædle metalstyrke efter opløsning og aldersbehandling.
• 3xxx-serien (3003, 3004): Gud kompatibilitet. ER4043 svejser 3003 og 3004 uden varmerevner, og den resulterende svejsning har acceptabel korrosionsbestandighed til typiske 3xxx applikationer (HVAC-kanaler, varmevekslere, køkkengrej). Styrken er tilstrækkelig til ikke-strukturel service.
• 1xxx-serien (1100, 1050, 1070): Kompatibel og almindeligvis brugt til 1100 aluminium, hvor ER4043 giver bedre flydeevne og lidt højere svejsestyrke end en ren 1xxx spartelmasse. Anvendes i kemisk udstyr og fødevareforarbejdningsudstyr, hvor korrosionsbestandigheden af ​​basismetallet er designdriveren.
• 2xxx-serien (2024, 2014, 2219): Begrænset brug — ER4043 kan bruges på 2219 med forsigtighed, men de fleste 2xxx-legeringer anses for ikke-svejsbare eller påkrævet specifikt valg af fyldstof. Må ikke bruges i 2024 uden at konsultere en svejseingeniør.
• 5xxx-serien (5052, 5083, 5086, 5456): ikke anbefalet. Når ER4043 afsættes på 5xxx legeringer indeholdende mere end 3% magnesium (5083, 5086, 5456), indeholder det resulterende svejsemetal for meget Mg2Si, som udfældes ved korngrænser og reducerer duktiliteten og korrosionsbestandigheden kraftigt. Brug ER5356 eller ER5183 til strukturelt 5xxx arbejde.
• 7xxx-serien (7005, 7039): Begrænset og applikationsspecifik. ER4043 bruges nogle gange på svejsbare 7xxx legeringer, men sammensætningen med lavt magnesium betyder, at svejsezonen ikke kan reagere på hærdning efter svejsning så effektivt som fyldstoffer med højere Mg. Se legeringsdatabladet.

ER4043 vs ER5356 — Valg af den rigtige ledning til din applikation

De to mest almindelige aluminiumsvejsetråde er ER4043 og ER5356, og valget mellem dem er en af de hyppigst mishandlede beslutninger inden for aluminiumsfremstilling. De er ikke udskiftelige, og det korrekte valg har betydelige effekter på energi, styrke og serviceydelse.

Den praktiske beslutningsregel: brug ER4043 ved svejsning af 6xxx legeringer, hvor indtægtsrisikoen er den primære bekymring, hvor svejsningen vil se forhøjede temperaturer, eller hvor varmebehandling efter svejsning er planlagt. Brug ER5356, når basismetallet er en 5xxx strukturel legering, når maksimal styrke som aflejret er påkrævet, eller når efter-anodisering af farvematch er vigtig af æstetiske årsager.

MIG-svejseparametre for ER4043-tråd

ER4043 ledning fås i standard MIG spolediameter på 0,030 in (0,8 mm), 0,035 in (0,9 mm), 0,047 in (1,2 mm) og 1/16 tommer (1,6 mm). Valg af tråddiameter er drevet af basismetaltykkelse og svejsemaskinens strømstyrkeområde. Følgende parametre er udgangspunkter for flad og vandret positionsvejsning på leje 6061-T6 basismetal:

Nøgleproceskrav, der adskiller sig fra stål MIG-svejsning og skal overholdes med ER4043:

• Brug 100 % argon beskyttelsesgas: Ingen CO2 eller blandede gasser - CO2 oxiderer aluminium voldsomt og producerer en forurenet svejsning. Ren argon ved en flowhastighed på 35-50 CFH (17-24 l/min) er standard for de fleste MIG-applikationer. For større fugevolumener eller blæsende udendørsforhold øges til 55–60 CFH.
• Brug en teflon eller nylon MIG liner: Den bløde overflade med lav friktion på ER4043-tråden får den til at rede og sætte sig fast i standard stålforinger. En teflon-foring, der er klassificeret til aluminiumtråd, er obligatorisk for pålidelig trådfremføring, især for trådløb længere end 8 fod (2,4 m). Udskift kontaktspidser ofte - aluminium er blødere end stål og slider den ovale spidsboring hurtigere.
• Skubvinkel, ikke træk: Aluminium MIG skal køres med en push (forehand) teknik - pistolen vippede 10-15 grader i kørselsretningen. En træk (baghånds-) vinkel fanger argon-beskyttelsesgassen bag svejsebassinet, hvilket forårsager porøsitet og oxidationsindeslutninger i vulsten.
• For-rengør aggressivt: Aluminiumoxid dannes straks på enhver udsat overflade og har et smeltepunkt på 2,072°C — langt over basismetallets smeltepunkt (660°C). Stålbørste samlingen med en rustfri stålbørste (kun beregnet til aluminium - aldrig kulstofstål), og tør derefter af med acetone umiddelbart før svejsning. Rør ikke ved den rengjorte overflade med bare hænder.
• Forvarm til tykke sektioner: På basismetal over 6 mm tykkelse forvarmes til 100-150°C (212-302°F) for at reducere termisk gradient og forhindre porøsitet forårsaget af hurtig størkning af den ydre vejsezone, før poolen er fuldstændig afgasset. Overskrid ikke 180°C på 6xxx-legeringer i T6-tilstand - overældning begynder over denne temperatur og reducerer varmebehandlingsresponsen.

TIG-svejsning med ER4043 stang — Teknik og stangstørrelser

Som en "ER" (elektrode/stang) klassifikation, ER4043 ledning leveres også som snitlængde TIG stænger, typisk bl.a 36-tommer (914 mm) længder ved diametre på 1/16 tommer, 3/32 tommer og 1/8 tommer (1,6, 2,4 og 3,2 mm). TIG-svejsning med ER4043 foretrækkes til præcisionsarbejde, reparation af tynde sektioner og applikationer, der kræver det bedst mulige svejseudseende og minimal varmetilførsel.

• Brug AC strøm: Aluminium TIG kræver AC (vekselstrøm) for at give katodisk rensevirkning på aluminiumoxidlaget. Den positive halvcyklus sprænger oxid fra overfladen; den negative halvcyklus opvarmer wolframen. A 60–75 % EN (elektrode negativ) balance er optimal til de fleste applikationer — mere EN giver en smallere, varmere bue med bedre indtrængning; mere EP øger oxidrensning på bekostning af wolfram levetid.
• Brug en ren wolfram- eller zirkoneret wolframelektrode: Ren wolfram (grønt bånd) danner en kugleende under AC-svejsning, der er stabil og at foretrække frem for ceria- eller thorierede elektroder, som er designet til DC-applikationer. Zirkonisk wolfram (hvidt bånd) bærer højere strøm end ren wolfram og foretrækkes til AC-applikationer med højere strømstyrke. Slib elektroden til et stumpt punkt, før kuglen dannes - må ikke bruges på DC først.
• Stangdiameter i forhold til uædle metal: Som en grov guide bør stangdiameteren matche eller være en størrelse under basismetallets tykkelse op til ca. 4 mm. Til 2 mm basismetal er en 1/16 in (1,6 mm) stang passende; til 4-6 mm uædle metal, 3/32 in (2,4 mm); til 6-10 mm, 3,2 mm. Stænger med større diameter, der bruges på tyndt materiale, afkøler svejsebassinet og forårsager manglende sammensmeltning.
• Højfrekvent start og ingen ridser: Brug altid højfrekvent (HF) lysbuestart — aldrig touch-start eller scratch-start på aluminium TIG. Ridsestart forurener elektroden med aluminiumoxid, som derefter overfører wolframindeslutninger til svejsningen. HF-start initierer lysbuen ved et defineret mellemrum uden elektrodekontakt.

Opbevaring, håndtering og porøsitetsforebyggelse for ER4043-tråd

Porøsitet - gashulrum fanget i den størknede svejsning - er den mest almindelige kvalitetsfejl ved aluminiumsvejsning, og ER4043-trådstilstand er en primært medvirkende faktor. Aluminiumoxid og hydreret aluminiumhydroxid på trådoverfladen er de vigtigste porøsitetskilder; begge kan forhindres med korrekt opbevaring og håndtering:

• Opbevares i lukket emballage indtil brug: ER4043 ledning og stang absorberer fugt fra fugtig luft inden for timer efter åbning af pakken. En trådspole efterladt på MIG-maskinen i en fugtig butik natten over kan udvikle tilstrækkelig overfladehydroxid til at forårsage synlig porøsitet ved næste dags svejsning. Opbevar åbne spoler i en forseglet pose med en tørrepose. Returner afskårne TIG-stænger til deres originale forseglede rør. En opvarmet stangovn (60°C / 140°F) er den bedste langtidsopbevaringsløsning i fugtige omgivelser.
• Efterse ledningsoverfladen før brug: Ny ER4043 ledning skal have en lys, lad metallisk-sølv overfladefinish. Tråd, der virker med hvid, har synligt hvidt pulver på overfladen eller har synlige gruber, bør afvises - overfladeoxid-/hydroxidlaget er allerede udviklet og vil forårsage porøsitet uanset rengøringsindsatsen på basismetallet.
• Brug ikke tråd eller stænger, der har været våde: Fugt absorberet i aluminiumhydroxidlaget på trådoverfladen nedbrydes til atomart brint under svejsning. Brint har ekstrem høj opløselighed i flydende aluminium, men næsten nul opløselighed i fast aluminium - gassen udfældes som porer under størkning. Selv kortvarig udsættelse for regn eller kondens på en TIG-stang gør den uegnet til produktionsvejsning uden gentørring.
• Minimum bøjningsradius for trådhåndtering: ER4043 hærder under bøjning - den bløde aluminiumstråd knækker irreversibelt, hvis den bøjes til en radius mindre end ca. 10× dens diameter . Bøjet tråd forårsager inkonsekvent trådfremføring, uregelmæssig lysbuelængde og variabel aflejring ved MIG-svejsning. Tving aldrig en spole til at afvikle ved at trække tråden i en vinkel - fremfør fra en korrekt monteret spoleholder, der tillader fri rotation.