Schweißdraht aus Aluminiumlegierung: Die Legierungsserie verstehen

Aluminium-Schweißdraht: Ein kurzer Überblick

Aluminium-Schweißdraht ist das Zusatzmetall, das zum Verbinden von Aluminiumkomponenten beim MIG- und WIG-Schweißen verwendet wird. Er wurde speziell für die hohe Wärmeleitfähigkeit, den niedrigen Schmelzpunkt und die anhaltende Oxidschicht auf der Oberfläche von Aluminium entwickelt. Die Wahl des richtigen Drahtes ist keine Einzelentscheidung, sondern eine Kombination von Faktoren – Legierungsfamilie, Drahtform, Durchmesser und Schweißverfahren – die zusammen bestimmen, wie gut eine Schweißnaht sowohl sofort als auch über ihre Lebensdauer funktioniert.

In den folgenden Abschnitten werden die einzelnen Entscheidungspunkte erläutert, von der allgemeinen Legierungsklassifizierung bis hin zur konkreten Wahl zwischen den beiden am häufigsten auf Lager befindlichen Drähten ER4043 und ER5356.

Aluminium-Zusatzdraht wird auf der Grundlage seines primären Legierungselements in Legierungsreihen eingeteilt, und jede Reihe verleiht der fertigen Schweißnaht unterschiedliche mechanische und chemische Eigenschaften:

Die Abstimmung der Zusatzlegierung auf die Chemie des Grundmetalls ist beim Aluminiumschweißen wichtiger als bei vielen anderen Metallen, da eine inkompatible Paarung zu einer Schweißnaht führen kann, die anfällig für Risse ist oder deutlich schwächere mechanische Eigenschaften aufweist, als es entweder das Grundmetall oder der Zusatzwerkstoff allein vermuten lässt.

Arten von Aluminium-Schweißdrähten

Über die Legierungschemie hinaus wird Aluminium-Schweißdraht auch nach seiner physikalischen Form kategorisiert, die direkt mit dem Schweißprozess zusammenhängt, bei dem er verwendet wird:

• Gespulter MIG-Draht — Endlosdraht, auf Spulen gewickelt, maschinell mit konstanter Geschwindigkeit durch eine MIG-Schweißpistole geführt.
• Gerade geschnittener WIG-Stab — vorgeschnittene Stablängen, die beim WIG-Schweißen manuell in das Schweißbad eingeführt werden.
• Schichtgewickelte vs. regellos gewickelte Spulen — Schichtgewickelte Spulen liefern einen gleichmäßigeren Vorschub bei hoher Geschwindigkeit, wodurch sie für automatisierte oder großvolumige MIG-Schweißvorgänge bevorzugt werden.

Auswahl von Aluminium-Zusatzdraht und Zusatzmetall

Die Auswahl des richtigen Schweißzusatzmetalls ist ein strukturierter Prozess und nicht eine einzelne Suche und folgt im Allgemeinen dieser Reihenfolge:

MIG-Aluminium-Schweißdraht

Für das MIG-Schweißen (GMAW) von Aluminium gelten besondere Anforderungen an die Ausrüstung, die für das MIG-Schweißen von Stahl nicht gelten, vor allem weil Aluminiumdraht weich ist und dazu neigt, sich unter dem gleichen Vorschubdruck zu verformen, der für Stahl gut funktioniert. Zuverlässiges MIG-Aluminiumschweißen hängt von Folgendem ab:

• Antriebsrollen mit U-Nut anstelle der für Stahl verwendeten V-Nut-Rollen, die Aluminiumdraht greifen, ohne ihn zu zerdrücken oder zu verformen.
• Eine mit Teflon oder Nylon ausgekleidete Pistolenauskleidung , da Aluminiumdraht dazu neigt, sich in einer für Stahldraht konzipierten Standard-Stahlauskleidung festzufressen.
• Sprüh- oder gepulster Sprühübertragungsmodus , die bei Aluminium im Allgemeinen bessere Ergebnisse liefert als die bei Stahl übliche Kurzschlussübertragung.

WIG-Aluminium-Schweißstab

Beim WIG-Schweißen (WIG-Schweißen) wird manuell ein gerader Stab anstelle von Spulendraht zugeführt und es ist Wechselstrom (Wechselstrom) anstelle des Gleichstroms erforderlich, der normalerweise für das WIG-Schweißen von Stahl verwendet wird. Durch den Reinigungszyklus der Wechselstromwellenform wird die Oxidschicht des Aluminiums während des Schweißens aktiv abgebaut, was wichtig ist, da diese Oxidschicht bei einer viel höheren Temperatur schmilzt als das darunter liegende Aluminium und andernfalls eine ordnungsgemäße Verschmelzung verhindern würde. Bei der Wahl des Stabdurchmessers für WIG-Arbeiten sollte die Dicke des Grundmetalls und der Stromstärkebereich der Maschine genau berücksichtigt werden – ein zu großer Stab kühlt das Schweißbad ab, während ein zu kleiner Stab überhitzt und bei unsachgemäßer Zuführung in die Wolframelektrode zurückbrennen kann.

ER4043 vs. ER5356: Wahl zwischen den beiden gängigsten Drähten

Diese beiden Legierungen decken den Großteil der allgemeinen Aluminiumschweißarbeiten ab, und das Verständnis ihrer Kompromisse löst die meisten alltäglichen Fragen zur Füllstoffauswahl:

Als allgemeiner Ausgangspunkt: Greifen Sie zu ER4043 für allgemeine Fertigungs- und Gussaluminiumarbeiten und steigen Sie zu ER5356 um, wenn die Anwendung strukturelle Belastungen, Meeres-/Salzwassereinwirkung oder ein unedles Metall aus der 5xxx-Legierungsfamilie beinhaltet.

Aluminium-Schweißmaterialien und -anwendungen nach Branchen

Bei all diesen Anwendungen bleibt die zugrunde liegende Auswahllogik gleich: Passen Sie die Zusatzlegierung an das Grundmetall an, wählen Sie die Drahtform basierend auf dem Prozess aus und bemessen Sie den Draht entsprechend der Materialstärke – auch wenn die spezifische Legierung und der gewählte Durchmesser je nach den typischen Festigkeits-, Korrosions- und Oberflächenanforderungen der Branche variieren.