Automatisiertes Aluminiumschweißen: Präzision, Effizienz & Qualität

Aluminium ist die schwierigste Legierung zum Schweißen. Aluminiumoxid schmilzt bei 3700 °F (2038 °C), Aluminium selbst bei 1200 °F (649 °C). Deshalb: Aluminiumoxid vor Schweißen gründlich von Oberfläche entfernen. Alu in wärmebehandelbaren und nicht-wärmebehandelbaren Legierungen. Wärmebehandelbare Alu-Legierungen erhalten Festigkeit durch Alterung. Signifikante Zugfestigkeitsabnahme beim Schweißen durch Überalterung möglich.

9 Gruppen Haupt-Aluminiumlegierungselemente:

Faktoren beeinflussen Aluminiumschweißen:

• Aluminiumoxid-Beschichtung
• Wärmeleitfähigkeit
• Thermischer Ausdehnungskoeffizient
• Schmelzcharakteristika

Knetaluminiumlegierungen

1xxx-Serie

Exzellente Korrosionsbeständigkeit, hohe thermische/elektrische Leitfähigkeit, niedrige mechanische Eigenschaften, hervorragende Verarbeitbarkeit. Mäßige Festigkeitssteigerung durch Kaltverfestigung. Hauptverunreinigungen: Fe, Si.

2xxx-Serie

Lösungsglühen für Optimum nötig; im lösungsgeglühten Zustand mechanische Eigenschaften ähnlich/manchmal übersteigend niedriglegierten Stahl. Teilweise Ausscheidungsglühen (Aging) für weitere mechanische Verbesserung – Streckgrenze ↑, Dehnung ↓, Zugfestigkeit weniger beeinflusst. Korrosionsbeständigkeit schlechter als meisten Alu-Legierungen; unter Bedingungen interkristalline Korrosion möglich. Gut für mittlere Temperaturfestigkeit. Begrenzte Schweißbarkeit, aber manche Legierungen: hervorragende Zerspanbarkeit.

3xxx-Serie

Generell nicht wärmebehandelbar, ~20 % mehr Festigkeit als 1xxx. Da nur begrenzter Mn (bis ~1,5 %) wirksam in Alu, nur in wenigen Legierungen Hauptelement.

4xxx-Serie

Hauptlegierungselement Si (bis 12 %) → substantial niedrigerer Schmelzbereich. Al-Si-Legierungen als Schweißzusatz & Lötlegierungen für Alu-Verbindung (niedrigerer Schmelzbereich als Basismetall). Bei anodischer Oxidation: dunklen Grau/Anthrazit – architektonisch gefragt.

5xxx-Serie

Hauptlegierungselement Mg. Mit Mn → mittelhochfeste Kaltverfestigungslegierung. Mg wirksamer als Mn (~0,8 % Mg ≈ 1,25 % Mn), höhere Mengen möglich. Relativ gute Schweißeigenschaften & Korrosionsbeständigkeit in Meeresatmosphäre. Begrenzung Kaltverformung & Betriebstemperatur bei hoch-Mg-Legierungen gegen Spannungskorrosionsrissbildung.

6xxx-Serie

Si & Mg ~Verhältnis für Mg₂Si-Bildung → wärmebehandelbar. Nicht so fest wie 2xxx/7xxx, aber gute Umformbarkeit, Schweißbarkeit, Zerspanbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, mittlere Festigkeit. Manchmal T4 (lösungsgeglüht, nicht ausfallsgehärtet) → nach Umformen T6 durch Ausscheidungsglühen. Relativ gute Eigenschaften.

7xxx-Serie

Zn 1–8 % Hauptlegierungselement, mit wenig Mg → wärmebehandelbar, mittelhohe Festigkeit. Meist weitere Elemente (Cu, Cr) in kleinen Mengen. Manche 7xxx in Luftfahrtstrukturen, hochbeanspruchte Teile. Hochfeste 7xxx: reduzierte Spannungskorrosionsbeständigkeit → oft überaltert (Overaged) für bessere Kombi Festigkeit/Korrosion/Bruchzähigkeit.

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