Svářecí dráty TIG na hliník
Při svařování hliníku metodou TIG je zpravidla třeba použít přídavný materiál stejného nebo alespoň podobného chemického složení, jako má základní materiál. Je třeba také znát vlastnosti základního materiálu a řídit se požadavky konkrétního způsobu použití.
Přídavné materiály pro svařování hliníku a jeho slitin najdeme ve skupinách hliníkových slitin 1XXX, 2XXX, 4XXX a 5XXX rozdělených podle legujících prvků:
Skupina 1XXX – téměř čisté hliníkové slitiny s obsahem hliníku min. 99 % se stopovými prvky tvořícími zbytek
Slitiny 1XXX jsou velice čisté, měkké, necitlivé na praskání, mají vysokou tepelnou a elektrickou vodivost a výbornou odolnost vůči korozi, mají ale relativně slabé mechanické vlastnosti (nižší pevnost). Používají se tam, kde je třeba docílit výborné elektrické vodivosti svařence. Měly by se používat pouze na svařování základního materiálu 1XXX, ideálně ve shodě základní materiál = přídavný materiál, např. přídavný materiál 1100 použijeme na svařování základního materiálu 1100. Někdy je však těžké najít přesnou shodu, proto v takovém případě použijeme přídavný materiál, který je aspoň taký čistý jako základní. Čistotu materiálu poznáme ve skupině 1XXX podle posledních dvou číslic označení, např. slitina 1070 má čistotu 99,7 procenta. Používají se často na svařování nádrží a potrubí na chemikálie.
Nejčastěji používaný přídavný materiál skupiny 1XXX na svařování hliníku:
| Přídavný materiál TIG | EN ISO | Použití a vlastnosti |
|---|---|---|
Al 99,7 | EN ISO 18273: S Al 1070 (Al 99,7) | - drát s 99,7 % Al na svařování čistého hliníku - odolnost vůči chemickým činidlům a atmosférické korozi, dobré svařovací vlastnosti - charakteristikou je jasná barva povrchu, který je vystavený anodizaci - slitina není tepelně zpracovatelná - na svařování Al99,5, Al99, atd. |
| Al 99,5 MOST Al 99,5 (IA 1070), Lincoln Electric LNT Al99.5 | EN ISO 18273: S Al 1070 (Al 99,5) | - drát s 99,5 % Al na svařování čistého hliníku - na svařování Al99,5, Al99, atd. |
Al 99,5 Ti | EN ISO 18273: S Al 1450 (Al99,5Ti) | - na svařování čistého hliníku s obsahem malého množství titanu na zjemnění zrna a snížení nebezpečí vzniku trhlin - na svařování Al99,5, Al99, atd. |
Skupina 2XXX – slitiny hliníku a mědi
Přídavné materiály skupiny 2XXX se vyznačují vysokou pevností ve velkém rozsahu teplot a houževnatostí. Jsou určené na svařování slitin stejné skupiny (2XXX), i když jediná snadno dostupná výplňová slitina této skupiny je 2319, navržená jako přídavný materiál pro svařování slitiny 2219 a pancířové slitiny 2519.
Skupina 4XXX – slitiny hliníku a křemíku
Hlavní legující prvek těchto materiálů je křemík Si, který snižuje teplotu tavení hliníku bez zvýšení křehkosti. Křemík zvyšuje tekutost svarové lázně a zvyšuje schopnost zvlhčovat okraje materiálu, což ulehčuje svařování. Přídavné materiály 4XXX jsou odolné vůči praskání svaru a jsou méně náchylné na vznik pórovitosti ve svaru než materiály skupiny 5XXX. Tyto vlastnosti předurčují materiály AlSi ke svařování a tvrdému pájení.
Nejběžněji používané přídavné materiály této skupiny jsou slitiny AlSi 4047 a 4043. Najdeme zde i slitiny obsahující malé množství hořčíku, mědi nebo manganu (např. 4643, 4010), které zlepšují tepelnou zpracovatelnost svaru, což je důležité v případech použití, kdy bude svařovaná sestava dále tepelně zpracovávána. Typicky se tyto slitiny používají tehdy, pokud se má svařovaná součást podrobit tepelnému zpracování po svařování, např. kalení.
Přídavné materiály 4XXX se často používají na svařování odlitků se slitinami 6XXX, se sebou samými, a na plechy. Skupina 6XXX je náchylná na praskání, ale po použití přídavného materiálu 4XXX se spolu smísí a vytvoří svar vysoce odolný vůči praskání.
Nejčastěji používaný přídavný materiál skupiny 4XXX na svařování hliníkových slitin:
| Přídavný materiál TIG | EN ISO | Použití a vlastnosti |
|---|---|---|
| AlSi 12 MOST Al Si 12 (IA 4047), ESAB OK Tigrod 4047 (OK Tigrod 18.05), Lincoln Electric LNT AlSi12 | EN ISO 18273: S Al 4047 (AlSi12) ISO 18273: S AI 4047 (AlSi12 (A)) | - na svařování hliníkových slitin AlSi s obsahem Si > 6 % a slitin AlSiMg, na opravy hliníkových odlitků - na svařování G-AlSi12, G-AlSi8Cu3, G-AlMg3Si atd. |
| AlSi 5 MOST Al Si 5 (IA 4043), ESAB OK Tigrod 4043 (OK Tigrod 18.04), IW A505 Al Si 5, Lincoln Electric LNT AlSi5, Superglaze TIG 4043 | EN ISO 18273: S Al 4043 (AlSi5) EN ISO 18273: S Al 4043 (AlSi5 (A)) | - na svařování hliníkových slitin typu AlMgSi a AlSi s obsahem Si do 7 % - na svařování automobilů a konstrukčních prvků - nedoporučuje se pro prvky vystavené eloxování |
Skupina 5XXX – slitiny hliníku a hořčíku
Hlavní legující prvek skupiny 5XXX je hořčík Mg, který zpevňuje hliník. Čím víc hořčíku se ve slitině nachází, tím jsou svary pevnější. Dalším prvkem používaným na zvýšení pevnosti bývá mangan Mn (např. 5556, 5183).
Svar vytvořený přídavnými materiály 5XXX není příliš hladký, vzhledem k tomu, že tyto slitiny nejsou příliš tekuté. Oproti skupině 4XXX mají AlMg materiály podstatně lepší mechanické vlastnosti, např. tažnost, pevnost ve smyku.
Materiály 5XXX se používají na tři hlavní typy aplikací:
1. na vzájemné spojení základních materiálů 5XXX – pravidlem je použít přídavný materiál s o něco více hořčíku než obsahuje základní materiál,
2. na svařování základních slitin 6XXX (6061, 6063), kdy je nejdůležitější uvážení mechanických vlastností,
3. na svařování slitin 5XXX a 6XXX, když bude svařenec po svařování eloxován.
Nejčastěji používaný přídavný materiál skupiny 5XXX na svařování hliníkových slitin:
| Přídavný materiál TIG | EN ISO | Použití a vlastnosti |
|---|---|---|
| Al Mg 3 MOST Al Mg 3 (IA 5754), ESAB OK Tigrod 5754 (OK Tigrod 18.13) Lincoln Electric LNT AlMg 3 | EN ISO 18273: S Al 5754 (AlMg3) | - na svařování hliníkových slitin s nízkým obsahem hořčíku do 3 %, jako 5052, 5154 a 5454 - na svařování AlMg1, AlMg3, AlMg2,7Mn, G-AlMg3 atd. |
| Al Mg 4,5 Mn Zr MOST Al Mg 4,5 Mn Zr (IA 5087), OK Tigrod 5087 (OK Tigrod 18.17) | EN ISO 18273: S Al 5087 (AlMg4.5MnZr) | - na svařování hliníkových slitin s nízkým obsahem hořčíku do 5 % a slitin s vyšší pevností - legování Zr zlepšuje odolnost proti trhlinám za tepla při tuhnutí svarového kovu - na svařování nejpevnějších slitin 5XXX - na svařování AlMg5, AlMg4,5Mn, AlMgSi1 atd. |
| Al Mg 4,5 Mn MOST Al Mg 4.5 Mn (IA 5183), SAB OK Tigrod 5183 (OK Tigrod 18.16), Lincoln Electric Superglaze TIG 5183, LNT AlMg4.5Mn | EN ISO 18273: S Al 5183 (AlMg4,5Mn0,7) EN ISO 18273: S Al 5183 (AlMg4,5Mn0,7(A)) | - na svařování nejpevnějších slitin 5XXX, slitiny 5083 a podobných slitin s vysokým obsahem hořčíku, kde původní drát typu 5356 pevností nedostačoval - je nejčastěji používaný drát při stavbě lodí a jiných konstrukcí, kde se požaduje současně vysoká pevnost a houževnatost spoje spolu s dobrou odolností proti korozi a vnějšímu prostředí - svarový kov se tepelně nezpracovává - není vhodný na svařování tepelně namáhaných částí |
| Al Mg 5 MOST Al Mg 5 (IA 5356), ESAB OK Tigrod 5356 (OK Tigrod 18.15) Lincoln Electric LNT AlMg 5 | EN ISO 18273: S Al 5356 (AlMg5Cr) EN ISO 18273: S Al 5356 (AlMg5Cr(A)) | - na svařování hliníkových slitin s obsahem hořčíku do 5 %, částečně vhodný na svařování slitin odolných proti mořské vodě - na svařování slitin se střední pevností, jako jsou 5086 a 5083 - na svařování AlMg1 až AlMg5, AlMg4,5Mn, AlMgSi1, AlZn4,5Mg1 atd. |
Al Mg 5 | EN ISO 18273: S Al 5554 (AlMg2,7Mn) | - drát s obsahem 2,7 % Mg na svařování slitin s nízkým obsahem Mg jako 5052, 5154 a 5454 - svarový kov není citlivý na korozní praskání pod napětím za zvýšených teplot - na svařování skladovacích nádrží na chemikálie, automobilových dílců (kola, části rámu) |
Při svařování hliníku metodou TIG je zpravidla třeba použít přídavný materiál stejného nebo alespoň podobného chemického složení, jako má základní materiál. Je třeba také znát vlastnosti základního materiálu a řídit se požadavky konkrétního způsobu použití.
Přídavné materiály pro svařování hliníku a jeho slitin najdeme ve skupinách hliníkových slitin 1XXX, 2XXX, 4XXX a 5XXX rozdělených podle legujících prvků: