Aluminium

Aluminium

Brimas A/S er specialister i bearbejdning af aluminium og har branchens bedste fysiske og psykiske arbejdsmiljø. Førnævnte har bl.a. gjort det muligt, at tiltrække områdets aller dygtigste rustfaste kleinsmede, der er specialister indenfor bearbejdning af specialopgaver i aluminium, samt aluminiumssvejsning.

Hos Brimas A/S arbejder vi ikke med en funktionsopdelt produktion. Udgangspunktet for en opgave er, at medarbejderen følger produktet fra start til slut. Det stiller store krav til den enkelte medarbejder, men sikrer medarbejderen en alsidig arbejdsdag, samtidig med, at virksomheden får en fleksibel produktion, hvilket kommer kunden til gode.

Professionel rådgivning

Brimas A/S har som tidligere beskrevet en særdeles fleksibel produktion, hvor medarbejderen følger produktet fra start til slut. På samme måde har kunden også en primær kontaktperson på kontoret, der følger produktet og ordren fra forkalkulation og tilbudsfasen til efterkalkulation og fakturering.

Alle personer på kontoret hos Brimas er håndværksmæssig uddannet, hvilket sikrer en optimal dialog mellem kunde og leverandør.

Konstruktion, dimensionering og visualisering i 3D

For at kunden kan være sikker på, at få leveret præcis det produkt der ønskes i aluminium, konstruerer, dimensionerer og visualiserer vores dygtige ingeniører projektet i 3D tegneprogrammer. Konstrutionen bruges ofte til, at laserskære og CNC kantbukke emnerne. Virksomhedens laserskærer kan endvidere graverer og opmærke ud fra vore CAD / CAM filer. Det gør, at vore smede sjældent har behov for, at bruge måleværktøj og derved minimerer vi antallet af fejl, til gavn for både kunden og Brimas A/S.

Totalløsning

Hos Brimas tilbyder vi alt, ligefra det lille specialfremstillede emne til den færdige totalløsning. Virksomheden stiller gerne plads til rådighed for vore kunder, såfremt de ønsker, at tilknytte deres egne el- og automatiseringsfolk til, at opbygge og prøvekøre deres maskine. Brimas A/S sender ofte kundens produkt direkte fra Brimas til slutbrugeren i tæt samarbejde med kunden.

Fakta om aluminium og aluminiumssvejsning

Aluminium er det næstmest udnyttede metal på jorden. Det overgås på dette punkt af jern. Den meget udbredte anvendelse af aluminium skyldes ikke tradition, tværtimod har metallet en meget kort historie. Det blev første gang påvist i 1808, men først i 1825 lykkedes det for I-I.C. Ørsted at fremstille en lille klump rent aluminium. En egentlig produktion af aluminium kom i gang i 1855, hvor man hurtigt fik prisen ned omkring 300,- kr. pr. kg ved en produktion på 2 kg om dagen. En række 'fremsynede industrifolk og politikere så store muligheder for anvendelse af dette nye metal, men det var ikke muligt at fremstille det i så store mængder og til så lav pris, så det kunne anvendes teknisk. Som eksempler på tidligere anvendelser kan nævnes tallerkner og smykker, som blev anset for særligt fornemme. Omkring 1885 var prisen omtrent blevet halveret, men det kneb stadig med at fremstille aluminium i større mængder. Indtil dette tidspunkt var fremstillingen sket med forskellige kemiske metoder. I 1886 nåede aluminium fremstillingen et vendepunkt. Amerikaneren Martin Hall og franskmanden Paul Lois Héroult, som på det tidspunkt begge kun var 22 år, opdagede uafhængigt af hinanden den proces, som stadig er grundlaget for aluminium udvinding, og som til daglig betegnes Hall-Héroult processen. Den er beskrevet lidt senere i dette kompendium. Straks efter opfindelsen, faldt prisen fra ca. 100,- kr. pr. kg til Ca. 25,- kr. pr. kg, og den er vel i dag på ca. det halve af dette beløb. Gennem det århundrede, Hall-Héroult processen har eksisteret, er produktionen af aluminium steget konstant og der er fundet stadig flere anvendelsesområder. Den store udbredelse skyldes, at aluminium har stor styrke, lav vægt, stor termisk og elektrisk ledningsevne, god formbarhed, er energibesparende, korrosionsbestandig og har en smuk overflade. Disse egenskaber kan alle genfindes i andre materialer, men aluminium er det eneste materiale, der besidder dem alle.

FREMSTILLING AF ALUMINIUM

Aluminium udgør ca. 8% af jordens overflade, og er dermed det tredje almindeligste grundstof. Det er kun overgået af silicium (25,8%) og ilt (46,8%). Aluminium, som er et meget reaktivt metal, er altid bundet til andre stoffer i en lang række forskellige bjergarter. Kun en enkelt af disse bjergarter, nemlig bauxit, anvendes som råstof ved aluminiumfremstilling. Bauxit består af ca. 50% aluminiumoxyd (Al103 ), mens resten er forskellig urenheder. Første trin i aluminiumfremstillingen består i at fremstille rent A1203 ud fra bauxit. Bauxitten knuses og blandes med natriumhydroxid (Na0I-1), som under højt tryk opvarmes til ca. 155 °C. Herved opløses det meste Al303 og alle urenhederne kan filtreres fra. Efter passende behandling får man det ønskede A1303 ud af blandingen, mens NaOH kan genbruges. Den tørrede og knuste aluminiumoxyd kan reduceres til metallisk aluminium i en elektrolytisk celle, en såkaldt pot. Det er denne proces, der kaldes Hall-Héroult processen. En pot består af en stålkasse, som er muret ud med koks. Stålkoksbeholderen udgør katoden (den negative elektrode) i cellen. Som anede (positiv elektrode) anvendes en kokselektrode. Elektrolytten (væsken) i cellen består af smeltet kryolit (Na3AlF5). Arbejdstemperaturen for en Pot er næsten 1000 °C. Tilsættes Al103 til en pot, opløses den i elektrolytten Sluttes strømmen, til aluminiumoxydet spaltes i rent aluminium og ilt. Aluminium er ved denne temperatur smeltet og det vil samle sig under elektrolytten, mens ilten vil bevæge sig til anoden, som efterhånden brænder bort. Hall-Héroult processen er ikke grundlæggende ændret på de 100 år, den har været i brug, men der er sket en række forbedringer i design af cellen. Det har dels betydet et lavere strømforbrug, og dels har det givet længere levetid på udstyret. Strøm forbruget er således sænket fra ca. 25 kwh for metal i 1905 til ca. 15 kWh i dag. På grund af det meget store elektricitetsforbrug ligger de fleste primær aluminiumsmelteværker på steder, hver elektriciteten er billig, meget ofte nær vandkraftværker. Det smeltede aluminium fra processen støbes til blokke, som kan variere fra 2-20.000 kg afhængig af den senere anvendelse. Før udstøbningen af blokke, kan der tilsættes legeringselementer til metallet. Den videre forædling af aluminium kan ske ved næsten alle kendte bearbejdningsmetoder for metaller. De 4 vigtigste metoder er:

  • Valsning
  • Ekstrudering
  • Smedning
  • Støbning

Udgangsmaterialet vil ofte være runde eller rektangulære blokke, som fås direkte fra smelteværket, men der kan også være tale om omsmeltning af rå aluminium eller aluminiumskrot. I sidstnævnte tilfælde kan man legere materialet efter behov. De 4 vigtige metoder er kort beskrevet:

Valsning

Første trin er varmvalsning, hvor slabs ved en passende høj temperatur køres gennem et sæt valser, hvorved tværsnittet formindskes og støbestrukturen nedbrydes. Varm-valsning kan være eneste procestrin, men som regel afsluttes med en koldvalsning, fordi det giver en pænere overflade med finere tolerancer. Valsning bruges ved fremstilling af folie og plader fra 0,05 mm til 100 mm tykkelse samt til simple profiler.

Smedning

Ved smedning presses eller hamres emnet til den ønskede geometri mellem to sænker, der tilsammen danner en form med den ønskede geometri. Smedning sker næsten altid varmt.

Støbning

Dette er den ældste og simpleste metode til fremstilling af aluminium emner. Det smeltede metal hældes i forme med den ønskede geometri. Ved sandstøbning kan fremstilles emner på 1000 kg eller mere, ved kokillestøbning på Ca. 150 kg og ved trykstøbning ca. 50 kg.

Ekstrudering

Ved denne proces trykkes det opvarmede metal gennem en dyse omtrent som når man klemmer tandpasta ud af en tube. Dysens tværsnit bestemmer geometrien på det fremstillede profil. Ekstrudering er den mest udbredte metode til fremstilling af de tusinder af profilformer, som anvendes indenfor byggeri (bærende konstruktioner, vinduesrammer o.s.v.), møbelindustri, flyindustri, elektronik og mange andre steder. Ekstruderingen efterfølges som regel af en lille strækning af profilerne, som både gør dem rette og giver et bidrag til de mekaniske egenskaber. Ekstuderingsanlæg er ofte sammenbygget med anlæg til varmebehandling og overfladebehandling.

ALUMINIUNTYPER OG BETEGNELSER

Aluminium fremstilles i en række forskellige renhedsgrader, og metallet legeres på mange forskellige måder. Alle disse materialetyper forhandles under mange forskellige betegnelser, både handelsnavne og normbetegnelser bruges i vid udstrækning til beskrivelse af aluminium. Desværre er det sådan, at handelsbetegnelser fra forskellige producenter kan minde en del om hinanden og i nogle tilfælde også om normbetegnelser. For at undgå misforståelser må det derfor kraftigt tilrådes, at man ved specifikation af en bestemt aluminiumlegering angiver både dens betegnelse og oprindelse, f.eks. er Al-Mg 4,5 Mn efter ISO/R209 og AlMg4,5Mn efter DIN 1725 ikke identiske. Nominelt indeholder de begge 4,5% Mg og knap 1% Mn, men tolerancerne for begge legeringselementer er forskellige og grænserne for urenheder er markant afvigende. I forbindelse med klassificering af aluminium skelner man traditionelt mellem på den ene side støbelegeringer (tysk: Gusslegierungen, engelsk: Casting alloy) og på den anden side valse- og smedelegeringer (tysk: Knett legierungen, engelsk: rolling forging alloys).

Smede- og valselegeringerne omfatter også de typer, som bruges til ekstrudering. Fælles for disse typer er, at de under fremstillingen har været udsat for stor mekanisk deformation, som har fjernet alle spor af støbestruktur i materialet. Renhedsgrad og legeringstype er bestemt ud fra et ønske om, at opnå bestemte mekaniske og/eller korrosionsmæssige egenskaber. Fremstillingen af plader, profiler o.s.v. sker normalt ved forhøjet temperatur, hvor materialet er meget plastisk. Smede- og valselegeringerne kan underinddeles i to hovedgrupper, nemlig hærdbare og ikke hærdbare typer. Det er den kemiske sammensætning, som bestemmer, om en legering havner i den ene eller den anden af disse grupper. Alle legeringerne kan have fået forøget styrken gennem kolddeformation, og man ser i en del tilfælde kombinationer, hvor sluttilstanden er nået ved en passende rækkefølge af varmebehandling og deformation. De to vigtigste systemer til klassificering af aluminium er det tyske og det amerikanske. De skal her gennemgås kortfattet. Begge systemer har en legeringsbetegnelse, som alene fortæller, hvilken legering, der er tale om, og en tilstandsbetegnelse, som alene fortæller hvilken varmebehandling og deformation emnet har fået. I det tyske system beskrives ren aluminium med Al efterfulgt af et tal, som viser indholdet af aluminium. Al 99,9 indeholder således mindst 99,9% Al mens A1 99 kun behøver at indeholde 99,0% Al. Alle ren aluminium typerne er beskrevet i DIN 1712, Teil 3.

Aluminiumlegeringerne, har et beskrivende navn, som angiver den nominelle analyse af materialet. AlMg3 har således en nominel sammensætning på 3% Mg og rest Al. Der kan dog være flere Iegeringselementer end angivet i navnet, f.eks. indeholder A1Mg2,5 2,5% Mg og 0,25% Cr. Navnet angiver heller ikke noget om det tilladte indhold af urenheder. Efter legeringsnavnet følger en tilstandsbetegnelse:

En fuldstændig oversigt over de tyske normerede smede- og valselegeringer findes i DIN 1725. De fuldstændige betegnelser med både legeringsangivelse og tilstand må søges i normerne for halvfabrikata (plader, profiler o.s.v.), hvor man tillige finder oplysninger om styrkeegenskaberne. I 1000 serien (ren aluminium) angiver de to sidste cifre renhedsgraden. F.eks. indeholder type 1200 mindst 99,00% al, mens type 1235 indeholder mindst 99,35% Al. I de øvrige serier har de to sidste cifre ingen systematisk betydning; de udgør blot et lebennmmer, som fortæller hvilken legeringstype, der er tale om. Ciffer nummer to fortæller, hvor mange gange legeringstypen er blevet modificeret uden man har opnået en helt ny type. Det vil typisk være indsnævringer i toleranceområde, der er tale om. Som eksempel kan nævnes forskellen på 2024, 2124, 2224 og 2324:

  • Si Fe Cu
  • 2024 max 0.50 max 0.50 3.8 - 4.9
  • 2124 max 0.20 max 0.30 3.8 - 4.9
  • 2224 max 0.12 max 0.15 3.8 - 4.4
  • 2324 max 0.10 max 0.12 3.8 - 4.4

Alle legeringerne indeholder desuden Mn og Mg. Efter legeringsbetegnelsen følger en tilstandsbetegnelse (engelsk: Temper Designation), som altid starter med et bogstav. De grundlæggende betegnelser er:

F Fremstillingstilstand, hvor der ikke har været særlig kontrol med varmebehandling og deformation.

O Udglødet til den lavest mulige styrke for den pågældende legering.

H Deformationshærdet. Bruges om produkter, som har fået forøget styrken ved en koldvalsning med eller uden en supplerende varmebehandling. H'et efterfølges altid af 2 eller flere cifre.

W Opløsningsglødet. Dette er en ustabil tilstand, som er beskrevet nærmere i afsnittet om varmebehandling.

T Varmebehandlet til andre stabile tilstande end F, O og H. Bruges om produkter, som har fået forøget styrken ved en varmebehandling med eller uden supplerende deformation T'et efterfølges altid af et eller flere cifre.

UNDERINDDELING AF H-TILSTANDE

H1 Kolddeformeret direkte til den ønskede l1årdhed (styrke). Det efterfølgende ciffer beskriver graden af kolddeformation.

H2 Kolddeformeret og delvis udglødet. Emnet er kolddeformeret til større hårdhed (styrke) end den ønskede sluttilstand og delvis udglødet. Det efterfølgende ciffer beskriver graden af kolddeformation, som er tilbage efter varmebehandling.

H3 Kolddeformeret og stabiliseret ved en lav temperatur varmebehandling. Det efterfølgende ciffer beskriver graden af deformation, som er tilbage efter stabiliseringen.

Cifferet, som følger efter Hi, I-12 og H3, indikerer graden af kolddeformation. Nummer,S svarer til materiale, som er kold reduceret Ca. 75%. Nummer til 7 svarer til materiale, som har trækstyrke mellem udglødet og nummer 8. I daglig tale taler man om forskellige hårdhedsgrader, hvor man kan sige at nummer 8 svarer til helhård, nummer 4 til halvhård, nummer 2 til kvart-hård o.s.v. Ud fra denne beskrivelse ser man, at et materiale i tilstand H14 og i H24 har samme brudstyrke. Der kan dog være en del forskel på duktilitet og korrosionsegenskaber.

UNDERINDDELING AF T-TILSTANDE

T1 Afkølet fra en formgivning ved høj temperatur og naturligt modnet.

T2 Afkølet fra en formgivning ved høj temperatur, kolddeformeret og naturligt modnet.

Kolddeformationen giver et bidrag til styrken i sluttilstanden.

T3 opløsningsglødet, kolddeformeret og naturligt modnet. Kolddeformationen giver et bidrag til styrken.

T4 opløsningsglødet og naturligt modnet.

T5 Afkølet fra en formgivning ved høj temperatur og kunstigt modnet.

T6 opløsningsglødet og kunstigt modnet.

T7 opløsningsglødet og ældet (over modnet). Den kunstige modning har givet materialet lidt mindre styrke end det maksimalt opnåelige. Til gengæld opnås forbedring af specifikke egenskaber, f.eks. korrosionsbestandigheden.

TS opløsningsglødet, kolddeformeret og kunstigt modnet. Kolddeformationen giver et bidrag til styrken.

T9 opløsningsglødet, kunstigt modnet og kolddeformeret. Kolddeformationen giver et bidrag til styrken.

T10 Afkølet fra en formgivning ved høj temperatur, kolddeformeret og kunstigt modner. Kolddeformationen giver et bidrag til styrken.

Det var en kort oversigt over betegnelser for aluminium, aluminium legeringer og forskellige tilstande. I afsnittet om varmebehandling er mange af de benyttede betegnelser og udtryk forklaret nærmere.

UDGLØDNTNG ELLER BLØDGLØDNING

De ikke hærdbare legeringer udglødes sædvanligvis omkring 350 BC, hvor der sker en rekrystalisation på ganske kort tid. Holdetiden bør derfor være så kort som mulig, når temperaturen er nået. Den delvise udglødning til et bestemt styrkeniveau, som er omtalt andre steder, kræver meget nøje kontrol over temperaturforløbet. Den bliver normalt kun udført på aluminiumværker i forbindelse med fremstillingen af halvfabrikata. De hærdbare legeringer blødglødes som regel ved lidt højere temperatur, omkring 400 °C. Ved denne varmebehandling sker der to processer. Dels rekrystalliserer matrix, hvis materialet har været udsat for kolddeformation, og dels samler de små udskilte partikler, som er skyld i hærdningen, sig til store partikler, som ikke giver noget styrkebidrag. Denne omfordeling af partikler sker ved diffusion, som er en langsom proces. Derfor skal disse materialer holdes ved glødetemperaturen i 2- 3 timer.

HÆRDNING

Hærdning af aluminiumlegeringer foregår i to trin. Første trin er en opløsningsglødning, hvor alle legeringselementer bringes i opløsning i aluminiumstrukturen, og en bratkøling. Efter dette trin er materialet meget blødt. Opløsningsglødningen foretages i nogle tilfælde sammen med ekstrudering eller valsning. Hvor det gøres, er der bygget bratkøleudstyr sammen med formgivningsmaskinen. Andet trin er en modning, som enten sker ved stuetemperatur. Ved modningen sker der en udskillelse af små partikler, som øger styrken. Denne udskillelse kræver diffusion og tager derfor nogen tid. Efterhånden som der dannes flere og flere partikler ages styrken, indtil alle legeringselementer er brugt. Udvikles ved naturlig modning af AlMgSi1 efter DIN 1725. Man kan altså først regne med at have de normerede styrkeværdier til rådighed nogle dage efter varmebehandlingen. Modningsprocessen kan fremskyndes væsentligt ved at gå over til kunstig modning. De hærdbare legeringer findes indenfor kun 3 legeringsgrupper, nemlig Al-Cu, AlMg-Si og Al-Zn. Det bemærkes, at Al-Mg og A1Si legeringer ikke er hærdbare, mens Al-Mg-Si kan hærdes. Ved aluminiums hærdning kræves der meget nøje kontrol med temperaturen, især ved opløsningsglødning. Hvis temperaturen bliver for høj kan der ske en eutektisk smeltning, hvorved materialet ødelægges. Hvis glødetemperaturen er for lav er det ikke alle legeringselementerne, der bliver oplast, og styrken bliver derfor for lav. Som eksempel kan det nævnes, at AA 2024 skal opløsningsglødes ved 488-499 °C. Ved 504 °C kan der ske smeltning, og hvis temperaturen har været 488 °C bliver styrken 5% lavere, end hvis glødningen var sket ved 499 °C.

MEKANISKE EGENSKABER

Ren aluminium har meget lav styrke:

  • blød hård
  • RO; 50 MPa 100 MPa
  • Rm 70 MPa 140 MPa

Ved til-legering af mangan kan opnås Ca. dobbelt så stor styrke, med magnesium lidt mere og med kombination af Ca. 4,5% magnesium og 1% mangan op til det tredobbelte. Til-legeres der stoffer, som gør legeringen hærdbar, kan der opnås 0,2% flydespænding omkring 450 MPa og trækstyrke omkring 550 MPa Som det er nævnt andre steder i kompendiet, kan de samme styrkeegenskaber for en og samme legering i nogle tilfælde opnås på flere forskellige måder. Som eksempel kan nævnes A1Mg3 efter DIN 1725, der i tilstand F24 og G24 har samme trækstyrke men hvor G24 har lidt lavere flydespænding og dobbelt så stor brudforlængelse som F24. Man vil også for nogle af de hærdbare typers vedkommende kunne opnå omtrent samme styrke ved forskellige kombinationer af temperatur og holdetid. Det skal dog understreges, at de normerede værdier for alle mekaniske egenskaber kun er garanteret, hvis den normerede varmebehandling har været fulgt. Det betyder, at hvis man udfører andre varmebehandlinger skal man selv sørge for at dokumentere alle relevante mekaniske værdier.

FYSISKE EGENSKABER

Rent aluminium er et hvidt metal, som sammenlignet med f.eks. stål har lav massefylde, stor elektrisk og termisk ledningsevne og lavt smeltepunkt.

KORROSIONSFORHOLD

Korrosion er defineret som et metals reaktion med sine omgivelser, når denne reaktion giver en nedbrydning af metallet, så det ikke længere kan anvendes til sit formål. Det er derfor meningsløst, at tale om hvorvidt et metal eller en le gering har gode eller dårlige korrosionsegenskaber uden samtidig at beskrive omgivelserne eller miljøet. De fleste tilfælde af korrosion finder man i vandigt miljø, hvor reaktionerne altid er elektrokemiske. Tabeller herunder viser resultatet af en række målinger på forskellige metaller i et veldefineret miljø. Resultatet er den såkaldte spændingsrække, som viser, hvor stor tendens de nævnte metaller har til at reagere i det pågældende miljø. I et andet miljø kan spændingsrækken se anderledes ud. Hvordan hænger det nu sammen med, at aluminium er meget brugt netop på grund af sine gode korrosionsegenskaber? Sammenhængen er, at den reaktion, der sker mellem aluminium og miljø, er dannelse af et ganske tyndt lag af aluminiumoxyd Al2O3 som beskytter mod yderligere reaktion. Det sker, fordi der ganske tynde lag er fuldstændig tæt, så der ikke længere er forbindelse mellem metal og miljø. Da aluminiumoxydlaget desuden sidder godt fast og er selvdannende, hvis der opstår ridser og skrammer i det, giver dette lag i sig selv en forholdsvis god korrosionsbeskyttelse. Laget er også meget hårdt og giver derfor også forholdsvis god beskyttelse mod slid. Oxydlaget er imidlertid meget tyndt, højst 0,01 um, og beskyttelsen er derfor ikke altid tilstrækkelig. I det følgende skal angives nogle af de metoder, der findes til at forstærke oxydlaget. Den letteste måde er at behandle aluminiumemnet med kogende vand eller vanddamp ved 100-150°C. Herved dannes et lag aluminiumoxydhydroxyd, som kan blive op til 2 um tykt. Dette lag, som kaldes bøhmit, er farveløst eller mælkehvidt. Det giver en god beskyttelse mod korrosion i miljøer, som ikke er alt for sure eller basiske, bl.a. de fleste nærings- og nydelsesmidler. O2-tydlaget kan også forstærkes ved en kemisk oxidation. Den almindeligste metode er chromatering, hvor emnet behandles i en opløsning af chromsyre eller chromat, som giver et transparent lag. Ved tilsætning af forskellige kemikalier kan man få forskellige gule og grønne nuancer i beskyttelseslaget. Den ubetinget bedste beskyttelse mod både korrosion og slid får man med en anodisering. Denne proces kaldes også aluksering. Emnerne, der Ønskes beskyttet, sænkes ned i et syrebad, og der sendes strøm gennem badet. Når emnerne er koblet som anode, udvikles der ilt på overfladen, og den reagerer omgående med aluminiumoverfladen og oxydlaget vokser. Man opnår normalt lagtykkelser omkring 10-60 um. Oxydlaget er imidlertid porøst og skal derfor forsegles ved en behandling i kogende vand. Der er mulighed for indfarvning af laget efter forskellige metoder, som ikke skal beskrives nærmere her. Valget af overfladebehandling bør ikke foretages uafhængigt af materialekvalitet. Dette gælder i særlig grad ved anodisering, som kun bør udføres på de særlige eloxalkvaliteter. De opfylder samme krav til mekaniske egenskaber som de tilsvarende standardkvaliteter, men der er skrappere grænser for indholdet af urenheder, som kan give misfarvninger. Desuden skal eloxalkvaliteterne være ekstra finkornede for at undgå at overfladen bliver "blakket". I almindelighed regner man med, at de forskellige aluminiumlegeringer har stort set samme korrosionsegenskaber. Man skal dog være opmærksom på følgende undtagelser:

Blandt ren aluminium typerne stiger korrosionsstyrken med renheden. Legeringer med 2-5% Mg har særlig gode korrosionsegenskaber i martimt miljø; man taler ofte om søvandsbestandig aluminium.

legeringer med Mn har lidt bedre korrosionsegenskaber i S01-forurenet surt miljø.

Legeringer med over 1% Cu har væsentlig dårligere korrosionsegenskaber end de øvrige legeringer.

SVEJSNING

Svejsning af aluminium er ikke sværere end svejsning af stål, men det er anderledes. Forskellene skyldes for det første, at aluminium har meget større varmeledningsevne end stål, og derfor har mange svejsere haft svært ved at "få varme" på emnet. For det andet er aluminium dækket af et oxydlag, som først smelter ved 2083 °C. Denne oxydhinde forhindrer effektivt, at smeltebadet i grundmaterialet og det smeltede tilsatsmateriale kommer i forbindelse med hinanden. Resultatet bliver omfattende bindingsfejl. For det tredje er det almindeligt, at der anvendes forskellige aluminiumlegeringer, som kræver forskellige tilsatsmaterialer for at undgå revner. For det fjerde må man ikke påregne at opnå svejsninger med samme egenskaber som grundmaterialet. Både den varmepåvirkede zone og svejsemetallet kan have meget afvigende egenskaber. I det følgende vil vi se nærmere på, hvordan disse problemer løses i praksis ved manuel svejsning. Problemet med at tilføre tilstrækkelig meget varme har i mange år været forsøgt løst ved at forvarme emnerne, helst til 2-300 °C, hvis det var muligt. Denne metode har dog aldrig været velegnet til større emner, da de jo også "løber med forvarmen". I dag må det derfor frarådes at bruge forvarme og i stedet anvende en koncentreret varmetilførsel ved svejsestedet. Det kan gøres ved TIG- og MIG-svejsning. Ved små godstykkelser kan der anvendes argon som beskyttelsesgas. Ved større godstykkelser kan der tilsættes op til 70% helium, som øger lysbuespændingen og varmetilførslen. Ulempen er, især ved TIG-svejsning, at der også udvikles mere varme på svjsebrænderen. Dette kan dog stort set kompenseres på moderne svejsemaskiner med syntetisk vekselstrøm og balanceknap. Der henvises i øvrigt til lærebøger om TIG- og MIG-svejsning. Oxydhinden kan fjernes på to måder: kemisk eller elektrisk. Den kemiske metode indebærer brug af forskellige flusmidler, som er meget aggressive og derfor kan give alvorlige korrosionsskader. Det må derfor frarådes, at bruge flusmidler, d.v.s. svejsning med gas eller beklædte elektroder frarådes. Tilbage bliver TIG- og MIG-svejsning, hvor oxydlaget brydes i lysbuen, når emnet er koblet til svejsemaskinens negative pol. Dette er den normale poling ved MIG-svejsning, som derfor kan benyttes uden videre. Det er imidlertid omvendt polaritet ved TIG-svejsning, hvor det vil give meget stor varmeudvikling på wolframelektroden. TIG-vejsning af aluminium udføres derfor normalt med vekselstrøm, 11vor man opnår en god rensning i den negative periode. Med balanceknappen på de moderne TIG-svejsemaskiner kan den negative periode begrænses til 20-25% af tiden i modsætning til de sædvanlige 50%. Det giver en tilstrækkelig rensning samtidig med at emnet tilføres mere varme, se ovenfor. Valg af tilsatsmateriale foretages ud fra to hovedkriterier. Dels skal svejsningen opnå styrkemæssige egenskaber, som er på linje med grundmaterialets, og dels må der ikke være revner i svejsningen. I praksis er det ofte umuligt at opfylde begge disse krav; man må så slække på styrkekravene. Revneproblemerne er størst i legeringer med relativt små indhold af et eller flere af legeringselementerne Si, Cu eller Mg. Man må så vælge overlegerede tilsatsmaterialer, som selv efter fortynding med grundmateriale er revnesikre. Et af de almindeligste problemer ved aluminiumsvejsning er porer. De skyldes som regel, at emnerne ikke har været tilstrækkeligt afrenset før svejsning. Det er derfor meget vigtigt, at emnerne er metallisk rene før svejsning. Først skal de affedtes omhyggeligt og så skal de mekanisk renses. Den mekaniske rensning kan være fjernelse af en tynd spån med rasp el. lign. eller det kan være en glasperleblæsning. Der vil ganske vist straks dannes en ny hinde af aluminiumoxyd, men den vil være ganske tynd og den vil ikke indeholde vand eller fedt, som er den egentlige årsag til porerne.


Læs mere



Svejsning i aluminium
Aluminium
Svejsning i aluminium
Aluminium
Svejsning i aluminium
Svejsning i aluminium
Svejsning i aluminium
Svejsning i aluminium
Aluminium
Aluminium
Aluminium
Aluminium
Aluminium
Aluminium
Svejsning i aluminium
produktionsfaciliteter

Vil du vide mere
om Aluminium

Kontakt os på:

7625 9030

Send email