Drahtelektroden für Aluminium und Aluminiumlegierungen

1. Empfehlung geeigneter Drahtelektroden zum Schutzgasschweißen
von Aluminium und Aluminiumlegierungen

MIGAL.CO Drahtelektroden zum Schutzgasschweißen​:

Anmerkung: die Eigenschaften der empfohlenen Schweißzusätze müssen auf die Schweißeignung der Stähle, den daraus resultierenden Anforderungen und auf die Beanspruchung der zu fertigenden Konstruktion abgestimmt sein. Natürlich sind Einsätze anderer, artgleicher oder artähnlicher Schweißzusätze möglich. Bitte in Abstimmung mit dem technischen Support. Eine Ergänzung und eine Hilfe zur Produktauswahl entnehmen Sie bitte auch der anschließenden Kurzbeschreibung und Schweißeignung dieser Werkstoffgruppe.​

2. Beschreibung

Aluminium-Legierungen ist nach Stahl das am meisten verwendete Material. In den letzten 60 Jahren haben diese Legierungen einen festen Platz in vielen Bereichen der Technik erobert. Sein Einsatz erstreckt sich auf fast alle Gebiete der Technik, von einfachen Gegenständen des täglichen Bedarfs bis hin zu hochbeanspruchten Konstruktionen. Besonders im Verkehrswesen liegt ein Anwendungsschwerpunkt, gefolgt von den Bereichen Bautechnik und Maschinenbau. Auch die Verpackungsindustrie kennt Aluminium schon seit vielen Jahren als einen attraktiven Werkstoff.

Die kennzeichnenden Eigenschaften von Aluminiumwerkstoffen sind die hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, geringe Dichte, hohe Duktilität auch bei sehr tiefen Temperaturen, gute Korrosions- und Witterungsbeständigkeit.

Aluminium-Legierungen, weisen vorwiegend Gehalte anderer Elemente auf, wie Mangan, Magnesium, Silizium, Kupfer und Zink. Mit diesem Zulegieren lassen sich die Festigkeitseigenschaften deutlich erhöhen und auch andere Eigenschaften wesentlich beeinflussen. Verbunden mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten und der guten Wärmeleitfähigkeit müssen in der Vorbereitung und während des Schweißens Maßnahmen getroffen und berücksichtigt werden.

1.   Aluminium-Legierungen und deren Eigenschaften 

Al99.0 … 99.98          Festigkeit gering, Umformbarkeit gut, chemische Beständigkeit sehr gut

AlMg1 … AlMg5       Zunahme der Festigkeit mit Mg-Gehalt, chemische Beständigkeit gut

AlMgMn                    Warmfestigkeit verbessert durch Manganzusatz

AlSi5 … AlSi12          Verbesserung der Fliessfähigkeit und Giessbarkeit, vor allem bei Siliziumgehalten über 7 % Gussteile,

3. Schweißeignung

Wichtige Voraussetzung für eine einwandfreie Schweißverbindung zwischen Aluminiumbauteilen ist die Beseitigung der Oxidschicht, die sich unter Einfluss des Luftsauerstoffes spontan auf Aluminiumoberflächen bildet.

Bewährt haben sich das WIG-Schweißverfahren unter Wechselstrom mit kaltzuführenden WIG Schweißstäben und das MIG Schweißen mit stromgeführter Drahtelektrode im Pulslichtbogen.  Als Schutzgase werden das klassische Reinstargon sowie Argon-Helium-Gemische verwendet. Der Einsatz unter Impulslichtbogentechnik erweitert den Anwendungsbereich beim MIG Schweißverfahren auch in einen unteren Blechdickenbereich und erhöht deutlich die Sicherheit gegen Porenbildung.

Mögliche Kombinationen von Schweißzusatzwerkstoffen – Werkstoffverbindungen

Werkstoff                   Schweißeignung         Schweißzusatz

Al99.0 … 99.98                      gut                  SG-Al 99.5, SG-Al 99.5Ti, SG-Al 99.8

AlMg1 … AlMg5                   gut                  SG-AlMg3, SG-AlMg5

AlMg4.5Mn                           sehr gut           SG-AlMg5, SG-AlMg4.5Mn

AlSi5 … AlSi12                      gut                   Al-Si5, SG-Alsi12

Die Vorgänge beim Erstarren einer Schmelze verlangen einen Schweißzusatz der nicht nur im Hinblick auf Festigkeit und gutes Fließverhalten, sondern auch bezüglich der beim Erstarren und Schrumpfen auftretenden Rissgefahr dem Grundwerkstoff angepasst ist. Die Rissneigung ist ein Indikator des Legierungstyps und muss bei der Wahl des Schweißzusatzes mitberücksichtigt werden. Die Porenbildung bei der schweißtechnischen Verarbeitung bei Aluminium-Legierungen ist von je her ein zentrales Thema. Eine tragende Rolle spielt hierbei  der Wasserstoff der u.a. als Ursache für Porenbildung anzusehen ist. Insbesondere bei hohen Schweißgeschwindigkeiten werden aufsteigende Gasblasen unter Umständen am Aufsteigen durch die Erstarrungsfront gehindert. Bei dicken Wandstärken ist somit eine geringfügige Porenbildung kaum zu vermeiden. Da es sich hierbei um ein sehr komplexes Thema handelt, spielt auch die Drahtelektrode selbst eine ergänzende wichtige Rolle. Die Oxidhaut kann bei unsachgemäßer Lagerung eine gewisse Menge an Wasser aufnehmen. Auch der Herstellungsprozess der Drahtelektrode ist außerordentlich wichtig und rundet das Ergebnis einer erfolgreichen Verbindungsschweißung ab.