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Wie vermeidet man Spannungsrisskorrosion in Aluminiumschweißnähten und -legierungen?

Die meisten Menschen kennen ein Phänomen namens Spannungsrisskorrosion (SCC). Dies geschieht, wenn der falsche Zusatzwerkstoff oder Grundwerkstoff in Kombination mit ungeeigneten Umgebungsbedingungen verwendet wird.

Wie wir alle wissen, muss jede Aluminiumlegierung mit einem Magnesiumgehalt von mehr als 3% einer SCC-Behandlung unterzogen werden. Dazu gehören die meisten 5XXX-Legierungen wie 5083 und 5086, bei denen es sich um Platten und Plattenlegierungen handelt. Beachten Sie jedoch, dass fast alle gängigen Al 5XXX-Fülllegierungen (wie 5356, 5183 und 5556) auch mehr als 3 % Mg enthalten. Unabhängig davon, welche Aluminiumlegierung zum Schweißen verwendet wird, kann jede von ihnen unter bestimmten Bedingungen anfällig für SCC sein.

Wie vermeidet man Spannungsrisskorrosion in Aluminiumschweißnähten und -legierungen?

Die Empfindlichkeit gegenüber SCC hängt jedoch hauptsächlich von vier Faktoren ab:

1. Die Legierung muss mindestens 3 % Mg enthalten.

2. Spannung muss vorhanden sein (die Restspannung um die Schweißnaht ist fast immer hoch genug, um diese Anforderung zu erfüllen).

3. Elektrolyte müssen vorhanden sein, zB Salzwasser.

4. Zu einem bestimmten Zeitpunkt muss die Schweißnaht über einen beträchtlichen Zeitraum (Hunderte Stunden) einer Betriebstemperatur von mehr als 150 Grad Fahrenheit ausgesetzt gewesen sein.

Denken Sie daran, dass nicht alle vier Bedingungen gleichzeitig eintreten müssen. Wird die Schweißnaht hohen Betriebstemperaturen ausgesetzt, bildet sich ein empfindliches Gefüge. Auch wenn die Gebrauchstemperatur sinkt, reicht das Vorhandensein der Faktoren 2 und 3 aus, um SCC zu verursachen.

Wie ist SCC? Es ist normalerweise ein Zickzackriss in der Mitte der Schweißnaht. Je nach Stresslevel kann es kurz oder lang sein. Tatsächlich betrug die Länge des SCC, das ich sah, 24 Zoll.

Hier sind drei Tipps, um SCC zu vermeiden:

Wenn die Betriebstemperatur höher als 150 Grad Fahrenheit ist, verwenden Sie keine der oben genannten Zusatzwerkstoffe mit höherem Mg-Gehalt. Dies gilt selbst dann, wenn Sie unedle Metalle verwenden, die keinen SCC-Beschränkungen unterliegen, wie beispielsweise 6XXX-Legierungen (wie 6061). Es kann immer noch geknackt werden.

Müssen 5XXX-Füllstoffe bei höheren Betriebstemperaturen eingesetzt werden, verwenden Sie bitte spezielle Zusatzwerkstoffe wie 5554 mit einem Magnesiumgehalt von weniger als 3% und nicht SCC-pflichtig. Ihre Festigkeit ist jedoch nicht so hoch wie bei 5356 und anderen Füllstoffen mit hohem Magnesiumgehalt.

Im Allgemeinen ist 6 die beste Wahl, wenn Sie 6061XXX-Legierungen wie 4043 schweißen möchten, um höhere Temperaturen zu erreichen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unabhängig davon, ob es gelötet ist oder nicht, keine Materialien mit hohem Magnesiumgehalt (wie 5083) bei Betriebstemperaturen über 150 Grad Fahrenheit verwenden.

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