Alüminyum Kaynaklarında Neden Sıcak Çatlaklar Oluşur?

Alüminyum alaşımlı kaynaklarda sıcak çatlama, esas olarak kaynak metalinde meydana gelen katılaşma çatlaması ve ısıdan etkilenen bölgede meydana gelen likülasyon çatlamasını içerir. Her ikisi de, zayıf bir sıvı tabakasının soğuma sırasında oluşan çekme gerilimini karşılayamadığı yüksek sıcaklıklarda ortaya çıkar.

Alüminyum Alaşımları Neden Sıcak Çatlamaya Yatkındır?

Alüminyum, aynı sıcaklık değişiminde çeliğin yaklaşık iki katı kadar genleşir. Katılaşma sırasında, düşük erime noktalı ötektikler, çevreleyen metal büzülürken tane sınırları boyunca kalabilir. Geniş donma aralığına sahip alaşımlar, sürekli sıvı tabakasının daha uzun süre kalması ve gerilimi taşıma kabiliyetinin düşük olması nedeniyle özellikle hassastır.

Çatlama eğilimi, ana metal bileşimi, dolgu metali, birleşim kısıtlamaları ve kaynak parametrelerine bağlıdır. Saf alüminyum, çatlamaya en az eğilimli olan malzemedir. Al-Cu alaşımları çatlamaya en çok eğilimli olanlar arasındadır; duralümin (Al-Cu-Mg) ve yüksek mukavemetli Al-Zn-Cu-Mg alaşımları ise genellikle geleneksel eritme kaynağı için uygun değildir.

Dolgu Metali Çatlamayı Nasıl Etkiler?

Dolgu malzemesi, kaynak bileşimini, donma aralığını ve ötektik miktarını değiştirebilir. Kaynakta 4A01 gibi yaklaşık Si içeren bir Al-Si teli, kaynak mukavemeti ve sünekliği nispeten düşük olmasına rağmen iyi bir çatlak iyileştirme kabiliyetine sahiptir. Ti, Zr, V veya B'nin az miktarda eklenmesi, taneleri inceltebilir ve gerilimi daha fazla tane sınırına dağıtarak çatlamayı azaltabilir.

Sıcak Çatlamayı Nasıl Azaltabiliriz?

• Hassas donma aralığını en aza indirecek uyumlu bir ana metal ve dolgu metali kombinasyonu seçin.
• Yoğun bir ısı kaynağı kullanın ve gereksiz yere yüksek akımdan kaçının.
• Hareket hızını kontrol edin. Yüksek akımla birleşen aşırı hız, çatlama eğilimini artırabilir.
• Uygun oluk, geçici kaynak ve kaynak sırası tasarımıyla bağlantı kısıtlamalarını azaltın.
• Tekrarlanan başlatma ve durdurma işlemlerinin ciddi yerel termal döngülere yol açtığı aralıklı kaynak işlemlerinden kaçının.

Sıcak çatlamayı tek başına ortadan kaldıran tek bir parametre yoktur. Bileşim kontrolü, tane inceltme, ısı girişi kontrolü ve kısıtlamanın azaltılması birbiriyle uyumlu bir şekilde uygulanmalıdır.