Materiali di apporto per saldatura e brasatura dell’alluminio Alluminio e leghe d’alluminio Insieme all’acciaio, l’alluminio fa parte dei metalli maggiormente lavorati. Grazie alle sue particolari proprietà viene impiegato molto spesso per le seguenti applicazioni: Trasporto (autoveicoli, aviazione, navigazione spaziale, costruzione di vagoni) Edilizia Imballaggio (alimenti e medicinali) Elettrotecnica Ingegneria meccanica Proprietà dell’alluminio INFO PER L‘UTILIZZATORE | Non è pubblicità, siate cortesi e trasmetterlo alla technica Peso specifico ridotto Per via del suo contenuto peso specifico di 2,6 - 2,8 g/cm3, l’alluminio viene comunemente considerato come un metallo leggero. Per questa ragione il suo impiego è particolarmente interessante nel campo dei trasporti. Buona resistenza alla corrosione A contatto con l’ossigeno dell’aria l’alluminio forma uno strato di ossido denso e ben aderente di Al2O3 che protegge il metallo sottostante da ulteriori attacchi esterni. Nel caso in cui questo strato protettivo viene danneggiato meccanicamente, lo stesso strato si viene a formare nuovamente poco dopo (capacità di autorigenerazione). Lo spessore dello strato oscilla fra 0,00001 e 0,1 mm. In condizioni di umidità tale strato è costituito molto spesso da Al2O3 e dunque anche da Al(OH)3 che può essere la causa di formazione di porosità durante la saldatura. Alta conducibilità termica ed elettrica Per questa ragione l’alluminio viene spesso utilizzato per gli scambiatori termici e nel campo dell’elettrotecnica. A causa dell’elevata conducibilità termica, durante la saldatura questo metallo a partire da uno spessore di ca. 15 mm richiede un preriscaldamento fino ad un massimo di 120°C. Buona malleabilità Questa proprietà risulta particolarmente vantaggiosa nella produzione di tubature e profili cavi dalle forme complicate, come ad es. quelli impiegati per la costruzione di vagoni. Alto potere riflettente Grazie a questa proprietà l’alluminio è adatto agli impieghi previsti per la riflessione della luce e della radiazione termica. L’elevato potere di riflessione richiede durante la saldatura un’adeguata protezione dalla radiazione. Valori medi di resistenza alla rottura I valori di resistenza alla rottura dipendono dalla composizione della lega e dallo stato del materiale. I valori tipici sono: Limite di snervamento convenzionale Rp0,2: 20 - 470 MPa Resistenza alla trazione Rm: 60 - 540 MPa Dilatazione A5: 40 - 8% Le leghe di alluminio forgiate a freddo e indurite possono perdere la loro resistenza per via della calcinazione (nella zona del giunto di saldatura anche per via della saldatura stessa), caratteristica di cui bisogna tener conto nella costruzione e in seguito nell’impiego della lega. Materiale di apporto per la saldatura di alluminio e leghe di alluminio La tabella sul retro riporta le più importanti leghe di alluminio e una selezione di possibili accessori di saldatura. In passato, nella maggior parte dei casi, veniva utilizzato come materiale di apporto per la saldatura una lega di AlSi5 oppure una lega di AlMg5. Dal punto di vista tecnico bisogna utilizzare tipi di saldatura il più possibile simile nella tipologia oppure verificare quale lega si adatta maggiormente. Di seguito vengono indicati i vantaggi e gli svantaggi di queste due leghe utilizzate come materiali di apporto: Vantaggi della lega AlSi5 rispetto alla lega AlMg5: Portata termica più bassa del tipo AlMg5 Meno distorsione Migliore angolo di contatto Dal punto di vista del profilo, giunti di saldatura più gradevoli alla vista Assenza di strato nero accanto al giunto di saldatura Aspetto dei giunti più gradevole Meno sensibile alle cricche a caldo nelle zone termicamente interessate Pericolo ridotto di difetti nei giunti di saldatura Svantaggi della lega AlSi5 rispetto alla lega AlMg5: Valori di resistenza alla rottura che raggiungono solo circa la metà dei valori della lega di tipo AlMg5. Rm AlSi5: ~160 MPa / Rm AlMg5: ~250 MPa I giunti di saldatura non sono anodizzabili Materiali di apporto per la brasatura di alluminio e leghe di alluminio L’alluminio puro e talune leghe di alluminio con un contenuto massimo di Mg del 3% possono essere facilmente sottoposti a brasatura forte o a brasatura dolce. Il presupposto per ottenere una buona saldabilità è una temperatura di fusione della lega brasante al di sotto della temperatura di fusione del materiale di base. Materiali di apporto per la brasatura nella brasatura forte: Fontargen A 407L / barra per brasatura forte del tipo AlSi12 Fondente: F 400 MD (pasta) per leghe con un contenuto massimo di Mg del 3%. I residui di fondente devono essere rimossi immediatamente dopo la brasatura. Fondente: F 400 NH (polvere) per leghe con un contenuto massimo di Mg dello 0,7%. Fontargen AP 48/QL 2 / pasta per brasatura forte di AlSi12 contenente fondente per leghe con un contenuto massimo di Mg dello 0,7%. Campo di temperature brasatura per la barra e la pasta per brasatura forte: 590-600°C Materiali di apporto per la saldatura stagna nella brasatura: Per la brasatura sono esclusivamente adatti l’alluminio puro e le leghe di AlMn. Attraverso la brasatura è possibile produrre tuttavia anche giunzioni di acciaio e alluminio e nella tecnica del freddo e della climatizzazione anche giunzioni di alluminio e rame. Fontargen A 633 / lega per brasatura contenente zinco del tipo ZnAl3. Fondente: F 600 ZA (pasta) per leghe con un contenuto massimo dello 0,7% di Mg. Campo di temperature brasatura: 430-450°C 06.01 Materiali di apporto per saldatura e brasatura dell’alluminio | voestalpine Böhler Welding Schweiz AG Hertistrasse 15, Postfach, CH-8304 Wallisellen, T. +41 (0)44 832 88 55, F. +41 (0)44 832 88 58 Email: [email protected] / www.voestalpine.com/welding zertifiziert nach ISO 9001:2000 Pagina 1 di 2 | Situazione: 2014-05-16 Classificazione dei materiali di apporto possibili in relazione ai diversi materiali di base Famiglia AA Alluminio + elementi della lega 1000er 2000er 3000er 4000er 5000er 6000er 7000er 8000er Fino all’ 6% Cu Fino all’ 2% Mg Fino all’ 1% Mn Fino all’ 13% Si Fino all’ 5% Mg 1050A 3.0255 Al99,5 Denominazioni commerciali tipiche possibili Alluminio puro -99,5 1070A 3.0275 Al99,7 - 1200 3.0205 Al99,0 - 2017A 3.1325 AlCu4MgSi(A) - induribile, sensibile alle cricche 2024 3.1355 AlCu4Mg1 - - evitare quanto più possibile la 2117 3.1305 AlCu2,5Mg - saldatura 3004 3.0526 AlMn1Mg1 - 3005 3.0525 AlMn1Mg0,5 - 3103 3.0515 AlMn1 ALUMAN-100 3105 3.0505 AlMn0,5Mg0,5 - Leghe con materiali di base Tipo AA Materiale n. Norma Materiali di apporto adatti Böhler S-Al99,5Ti Böhler S-AlSi5 o Böhler S-AlMg3 o Böhler S-AlMg5 4018 3.2371 (G-)AlSi7Mg - Böhler S-AlSi7Mg 4043A 3.2245 (G-)AlSi5 - Böhler S-AlSi5 4046 3.2381 (G-)AlSi10Mg - Böhler S-AlSi12 o 4047A 3.2581 (G-)AlSi12 - Böhler S-AlSi5 5005A 3.3315 AlMg1(C) PERALUMAN-100/101 5052 3.3524 AlMg2,5 PERALUMAN-253 5083 3.3547 AlMg4,5Mn0,7 PERALUMAN-460 5356A 3.3355 AlMg5 - 5454 3.3537 AlMg2,7Mn PERALUMAN-260 Böhler S-AlMg3 o Böhler S-AlMg5 o Böhler S-AlMg4,5Mn o Böhler S-AlMg4,5MnZr 6005A 3.3210 AlMgSi0,7 ANTICORODAL-062 Böhler S-AlSi5 o Fino all’ 1% Mg e 6060 3.3206 AlMgSi EXTRUDAL-043 Böhler S-AlMg5 o fino all’ 1% Si 6061 3.3214 AlMg1SiCu ANTICORODAL-080/082 Böhler S-AlMg4,5Mn o 6082 3.2315 AlSi1MgMn ANTICORODAL-110/112 Böhler S-AlMg4,5MnZr 7020 3.4335 AlZn4,5Mg1 UNIDUR-102 induribile, difficile da forgiare, Fino all’ 8% Zn e 7022 3.4345 AlZn5Mg3Cu CERTAL saldabile solo in condizioni fino all’ 3% Mg 7072 3.4415 AlZn1 - specifiche o difficilmente 7075 3.4365 AlZn5,5MgCu FORTAL saldabile 8011(A) 3.0915 AlFeSi(A) - Nessuna rilevanza dal punto di 8090 3.____ Al+Li/Cu/Mg - vista delle tecniche di saldatura diverse Nuove leghe con materiali di apporto Oltre a questi materiali di apporto indicati nella tabella, il programma Böhler contiene due nuovi materiali di apporto per la saldatura con le seguenti proprietà. Böhler S-AlSi3Mn1 EN ISO 18273: AWS/ASME SFA-5.10: A Al 4020 ER 4020 Questo materiale di apporto è il risultato di una complessa serie di esperimenti condotti dalle aziende Fronius e voestalpine. L’obiettivo era quello di sviluppare un processo che consentisse di unire acciaio e alluminio. Come processo di saldatura è stato scelto il processo CMT allo scopo di ridurre la diluzione e in questo modo contenere al minimo la formazione di fasi intermetalliche fragili. La superficie dell’acciaio, al contrario, deve essere zincato con uno strato di zinco dallo spessore di almeno 10 μm. Per questo tipo di giunzione si parla di saldobrasatura in quanto la parte dell’alluminio viene rivestita per fusione con il materiale di base del materiale di apporto per la saldatura e sulla parte dell’acciaio il materiale di apporto forma un giunto brasato con lo strato di zinco. Dal punto di vista tecnico, questo materiale di apporto di distingue per una maneggevolezza più semplice e una migliore capacità di colmare le fessure rispetto al tipo AlSi5. Grazie all’elevata purezza e alla buona fluidità della lega, è possibile osservare una porosità considerevolmente bassa. Qualora siate interessati, vi preghiamo di richiedere la scheda tecnica. Böhler S-AlMg3Mn EN ISO 18273: AWS/ASME SFA-5.10: A Al 5554 ER 5554 Per raggiungere una resistenza alla corrosione intergranulare sufficiente, in questa lega è stato limitato il contenuto di Mg al 2,8%. Il metallo di apporto di questa lega è resistente all’acqua marina. La lega si adatta in maniera eccellente alle giunzioni saldate dello stesso colore su materiali ossidati con trattamento anodico (anodizzati). Qualora siate interessati, vi preghiamo di richiedere la scheda tecnica. 06.01 Materiali di apporto per saldatura e brasatura dell’alluminio | Pagina 2 di 2 | Situazione: 2014-05-16 Queste informazioni sono indicative per l‘artigiano. Essi descrivono delle circostanze tecniche fondamentali semplificate e non sono esaustive. La garanzia delle qualifiche per ogni utilizzo/messa in opera richiede un accordo scritto anticipatamente. voestalpine Böhler Welding Schweiz AG Hertistrasse 15 | Postfach | CH-8304 Wallisellen | T. +41 (0)44 832 88 55 | F. +41 (0)44 832 88 58 | EMail: [email protected] | www.voestalpine.com/welding zertifiziert nach ISO 9001:2000
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