CH231935A - Verfahren zum Schweissen von Aluminiumlegierungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Schweissen von Aluminiumlegierungen.    Seit langer Zeit bemüht man sich, ein  gutes Verfahren und einen guten Schweiss  stab für das Schweissen von Aluminium  legierungen der Gattung Al-Cu-Mg zu finden.  Die Legierungen dieser Gattung enthalten  bekanntlich 2,5 bis 5% Kupfer, 0,2 bis 2,5%  Magnesium, 0,3 bis 1,5 % Mangan, 0 bis 1,5  Silizium. Die bekanntesten Vertreter dieser  Gattung sind das Avional und das Dur  alumin. Durch eine Wärmebehandlung,  die aus einem Lösungsglühen, einem Ab  schrecken und einer nachfolgenden Alterung  entweder bei Raum- oder bei erhöhter Tem  peratur besteht, erhalten sie sehr hohe Festig  keitswerte.

   Bis jetzt war es aber noch nicht  gelungen, Teile aus diesen Legierungen so  miteinander zu verschweissen, dass auch in der  Schweissnaht genügend hohe Festigkeits- und  Dehnungswerte erzielt werden; man war also  hauptsächlich darauf angewiesen, die Verbin  dung solcher Teile durch Nieten vorzuneh  men, wenn man an der Verbindungsstelle  einen zu schwachen Bereich vermeiden wollte.  Diese Schwierigkeiten treffen besonders beim    Schweissen von dickwandigen Werkstücken  zu, wenn beispielsweise Bleche von 6 mm und  darüber verbunden werden müssen.  



  Gegenstand der Erfindung ist nun ein  Verfahren zum Schweissen von Aluminium  legierungen der Gattung Al-Cu-Mg, das die  Erzielung von bisher unerreichten     Festig-          keiten    an der Schweissstelle gestattet. Unter  Schweissen ist hier vor allem die Gasschmelz  schweissung zu verstehen. Die Erfindung  betrifft aber auch diejenigen elektrischen  Schweissverfahren, bei denen ein Zusatz  metall verwendet wird.  



  Erfindungsgemäss wird die Schweissung  mit Hilfe eines Zusatzmetalles durchgeführt,  wofür eine Aluminiumlegierung benützt wird,  die 3 bis 5,5 % Kupfer, 1 bis 2 % Silizium  und 0,1 bis 0,5 % Titan enthält. Zur Er  höhung der Festigkeit kann man noch bis  0,5 % Magnesium und bis 1 % Mangan zu  setzen, wobei der Gehalt an Aluminium ent  sprechend verringert wird.  



  Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist,  den Gehalt an Eisen, das als     Verunreinigung         im Aluminium enthalten ist, so niedrig als  möglich zu halten. Benützt man das     übliche,     Handelsaluminium für die Herstellung des  Zusatzmetalles, so empfiehlt es sich, ein sol  ches Handelsaluminium zu benützen, dessen  Eisengehalt weniger als<B>0,'-)%</B> beträgt. Am  besten ist es aber, wenn man     Reinstalumi-          nium    mit 99,99% Reinheit und darüber ver  wendet, wobei selbstverständlich dafür ge  sorgt werden muss, dass auch die andern Me  talle des Zusatzmetalles von hoher Reinheit  sind.

      Die Zusammensetzung des Zusatzmetalles  wird     vorzugsweise    in folgenden Grenzen ge  halten: 4 bis 5 % Kupfer, 1,2 bis 1,7 % Sili  zium, 0,3 bis 0,6 % Mangan, 0,2 bis 0,35  Titan, 0 bis<B>0,3%</B> Magnesium, Rest Alumi  nium mit weniger als 0,2 % Eisen. Man  kommt selbstverständlich nicht aus dem Rah  men der Erfindung heraus, wenn man dem       Zusatzmetall    unter entsprechender Verringe  rung des Aluminiumgehaltes noch weitere  Elemente zugibt, die keinen nennenswerten  schädlichen Einfluss ausüben, oder eine Ver  besserung     hervorrufen,    wie zum Beispiel ge  ringe Mengen von Chrom oder Zink.    Zur Erzielung der höchsten Festigkeits  werte ist es erforderlich, die geschweissten  Werkstücke nachträglich durch Wärme-    behandlung auszuhärten.

   Besonders bei dick  wandigen Werkstücken, so zum Beispiel bei  Blechen von 10 mm Dicke und darüber, ist;  es vorteilhaft, das Lösungsglühen sehr lange  Zeit auszudehnen, zum Beispiel 24 Stunden  und mehr, und dies bei der höchst zulässigen  Temperatur. Diese höchst zulässige Tem  peratur ist bekanntlich je nach Zusammenset  zung der Legierung des Werkstückes ver  schieden und kann vom Herstellerwerk ange  geben werden.  



  Folgende Beispiele zeigen, dass nach dem  neuen Verfahren sehr beachtliche     Festig-          keiten    an der Schweissnaht erzielt. werden  können. Es wurden Bleche von 3, 6 und  12 mm Dicke aus Al-Cu-Mg-Legierung mit  V-Naht unter Verwendung eines Schweiss  pulvers und einer Acetylen -     Sauerstoff-          Flamme    stumpf aneinandergeschweisst.

   Die  Schweissdrahtlegierung (das Zusatzmetall)  hatte folgende Zusammensetzung: 4,5 % Kup  fer, 1,5 % Silizium, 0,5 % Mangan, 0,3  Titan, 0,2 % Magnesium, Rest     Reinstalumi-          nium.    Ein Teil der Muster wurde durch     24-          stündiges    Lösungsglühen im Luftbad bei  <B>510</B>   5  C, Abschrecken in Wasser und Al  terung bei Zimmertemperatur ausgehärtet.  An quer durch die Schweissnaht entnommenen  Probestreifen wurden folgende mechanische  Eigenschaften ermittelt:  
EMI0002.0014     
  
     Der Bruch erfolgte in allen Fällen in der  Schweissnaht.  



  Ein weiterer Teil der Muster wurde in  gleicher Weise ausgehärtet, doch dauerte das         Lösungsglühen    2 X 24 Stunden. Folgende  Zahlenwerte zeigen, dass durch     das    längere       Lösungsglühen    eine nennenswerte weitere  Verbesserung der Festigkeitseigenschaften       erreicht    wurde:  
EMI0002.0019     
  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Schweissen von Alumi niumlegierungen der Gattung Al-Cu-Mg, da durch gekennzeichnet, dass als Zusatzmetall eine Aluminiumlegierung benützt wird, die 21 bis<B>5,5%</B> Kupfer, 1 bis 2 % Silizium und 0,1 bis<B>0,5%</B> Titan enthält. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Zusatzmetall ausserdem bis<B>0,5%</B> Magnesium enthält. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmetall noch bis 1 % Mangan enthält. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die geschweissten Stücke einer nachfolgenden Aushärtung un terworfen werden, wobei das Lösungsglühen bei der höchst zulässigen Temperatur erfolgt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die geschweissten Stücke einer nachfolgenden Aushärtung unterworfen werden, wobei das Lösungs glühen wenigstens 24 Stunden dauert.