Alumiiniumi kordamine (0)

1. Alumiiniumi leidumine looduses, alumiiniumi füüsikalised omadused.
Al on hapniku, H ja Si järel 4. kohal olev aine maakoores, ligikaudu 8% , kõige enam levinud met-line komponent.
Esineb peamiselt boksiidis - liitkivimid (Al2O3 ) ja alumosilikaatides - päevakivides. Boksiit koosneb järgmistest oksiididest: Al2 O3 50 – 60 %; Fe2O3 3 – 30 % ; SiO2 1 -7 %; TiO2 1 -5 %
Peamisteks esindajateks on ortoklass K[ Al2O3]. Al kuulub savide ja paljude teiste mineraalide koostisse. Põhilised leiukohad on Venemaal, Jamaikal ja Austraalias
Tihedus on 2,69 kg/dm, sulamistemperatuur 658 ºC, keemistemperatuur ca 2500 º C. Hea soojus - ja elektrijuht
Puhas Al on pehme ja sitke ning hästi vormitav. Al pinnale moodustub oksiidikiht paksusega 0,00001 mm, mis kaitseb korrosiooni eest.
Kasutatakse terastes legeeriva komponendina kontsentratsiooniga ca 0,05%
Korrosioonikindlus merevees. Merevesi sisaldab kloori, mis soodustab korrosiooni. Korrosiooni vältimiseks kasutatakse AlMg sulameid ehk merealumiiniumi . Mg-ga legeerimine tõstab oksiidikihi tugevust sest sinna hulka läheb ka MgO-di. Lisaks legeerimisele kasutatakse tavaliselt ka lisa katoodkaitset. Alumiiniumi kasutatakse laevaehituses peamiselt tekkide konstruktsioonides, kiirlaevadel, katamaraanides ja paatides. Merealumiiniumi lehtede tuntumad koostised on AlMg 2,5; Al Mg 3,5; Al Mg 3 Mn; AlMg4; AlMg 4,5 Mn07.
2. Alumiiniumisulamite kasutusvaldkonnad.
Ehitus, transport, tehnika, pakendamine.. Lennundus, autotööstus, sport , elektriseadmed, kodutehnika, ehitus, laevaehitus
3. Alumiiniumisulamite mehaanilised omadused.
- deformeeritavad (termotöödeldavad, mitte-termotöödeldavad)
- valusulamid (termotöödeldavad, mitte-termotöödeldavad)
- legeerelemendid
- Mg, Si, Cu, Zn - tõstavad tugevusomadusi
- Mn, Cr - tõstavad korrosioonikindlust
- Cu - vähendab korrosioonikindlust
- Ti - parandab pinnaomadusi
Al –Mg sulamid – magnaaliumid- on väikese tiheduse, suure tugevuse ja plastsusega, hea keevitatavuse, lõiketöödeldavuse ning korrosioonikindlusega kuid halvasti valatavad ning halva soojusjuhtivusega ja madala kuumutustugevusega (kuni 100º C).
Muude lisanditega alumiiniumsulamid :
Kuumustugevad Al sulamid on mõeldud tööks kuni 350º C. Kasutatakse näit lennukimootorite kolbide valmistamiseks. Mehaanilised omadused sõltuvad termotöötlusest ning valmistusviisist.
Alumiiniumi laagrisulamid: Al- Sn- Cu, Al- Ni, Al - Sb- Cu jt), kasutatakse mono - ja bimetalsete valatud liugelaagrite ja valtsitud leht- ning ribamaterjalist stantsimise teel valmistatud laagriliudade tarvis. Võrreldes babiitidega on alumiiniumi laagrisulamid odavamad, kergemad, suurema tugevuse, parema soojusjuhtivuse ja korrosioonikindlusega ning tehnoloogilisemad. Puuduseks on suur joonpaisumistegur .
Puudub külmhapruse nähtus, mistõttu saab kasutada kuni - 163C.
Madalam tõmbetugevus, nt. puhtal Al 50 N/mm2, kuid termotöödeldud Zn-Mg-Cu legeeritud sulamitel kuni 700 N/mm2. Väike elastsus , kõrge plastsus . Väsimustugevus problemaatiline. Hea löökkoormustel, kuna neelab löögienergiat.
4. Alumiiniumsulamite tardlahuste tüübid
kahte tüüpi, kus lisaaine aatom on paiknenud alumiinium aatomi vahele ja teine- lisaaatom on paiknenud võrgustikku.
5. Alumiiniumsulamite liigitus
Alumiiniumsulameid liigitatakse , lähtudes töödeldavuselt ja termotöötlusest. Alumiiniumit võib legeerida paljude elementidega, andes rida kasulikke konstruktsioonimaterjale.
Puhas Al ja pulberjal – sulamid: deformeerit. (vanand. ja mittevanand) ja valussulamid (vandand. ja mittevanand.)
Alumiiniumi deformeeritavad sulamid Liigitatakse:
a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad) - kuuluvad Al-Mn- ja Al- Mg- süsteemi sulamid,
b) Termotöötlusega tugevdatavad (vanandatavad).-Al- Cu-, Al-Cu-Ni-, Al-Mg- Si-, Al-Zn- Cu ja Al- Li süsteemi sulamid.
Tuntuimad deformeeritavad, kuid mitte termotöödeldavad sulamid on Al- Mn- ja Al- Mg- süsteemi sulamid. Mangaan lahustub alumiiniumis piiratult , mistõttu tööstuslikud Al-Mn sulamid sisaldavad 1...2% Mn ning nad on 15% tugevamad puhtast alumiiniumist.
Magneesiumi lahustuvus on alumiiniumis on suurem, mistõttu Al-Mg sulamid sisaldavad kuni 10 % Mg. Al-Mg sulamite tootmisel on oluliseks puhta alumiiniumi kasutamine
Alumiiniumsulamite termotöötlus ( vanandamine ) põhineb asjaolul, et antud süsteemi sulamites esineb piiratud lahustuvus, mis erineb suuresti madalal ja kõrgel temperatuuril.
Selle grupi tüüpilisteks esindajateks on Al-Cu sulamid (duralumiiniumid).
Vase lahustuvus alumiiniumis toatemperatuuril on 0,2 % , kuid temp 548 C võib see ulatuda 5,7 % -ni
6. komponentide lahustuvus alumiiniumis.
⦁ Vask (Cu) 5,6% (546 ºC)
⦁ Magneesium (Mg) 14,9% (450 ºC)
⦁ Mangaan (Mn) 1,8% (658 ºC)
⦁ Räni (Si) 1,6% ( 577 ºC)
⦁ Tsink (Zn) 82,8% (383 ºC)
⦁ Mg2Si 1,8% (595 ºC)
⦁ Mg Zn2 16,9% (475 ºC)
7. Al sulamid leiavad palju erinevat kasutust erinevates konstruktsioonides. Sulamite tugevus ja vastupidavus erineb palju. Erinevused koostisest, tootmise protsessist ning kuumusest, millega neid töödeldakse. Teadmatusest tehtud vead sellel alal on viinud ajaloos valesti disainitud konstruktsioonideni ja tekitanud al-le halva maine.
1.Puudus- (tugevuse) väsimine. Al konstruktsioonidele määratud kindel eluiga, terasest konstr -d võivad olla igavesed.
2.puudus materjalina - soojustundlikus. Hakkab sulama enne punaselt hõõgumist- ei ole mingeid visuaalseid märke kui metall on sulamislähedasel temperatuuril. Tekivad kuumutamise tagajärjel sisemised pinged. Kuna Al sulamispunkt on väga madalal, muudab see töötlemise keevitamise või valmise teel raskeks.
Mõned Alumiiniumi sulamid
AlSi  (silumiin): – räni 10..13%, lihtsate detailide valmistamiseks. Silumiinideks nimetatakse alumiiniumi ja räni (8…14%) sulameid. Sulamitel, milles räni(10…13%) ja vaske 0,8% või räni(8…10%) magneesiumi 0,3% ja mangaani 0,5%, on head valuomadused, need sulamid on ka sitked ja korrosioonikindlad.
AlSiCu: vastutusrikaste valandite valmistamiseks ( plokk )
AlMg: kõrge korrosioonikindlus ja head mehh. omadused, halvem valatavus
AlCu: hea valatavus, madalam korrosioonikindlus
AlMg, AlMn, AlSi: kasutatakse ilma termotöötluseta, plastsed , korrosioonikindlad
AlCuMg: duralumiinium ; kasutusel alates 1907.a.
AlZnMgCu: kõrgtugev alumiiniumi sulam (vanandatav)
Aldrei on sulam, mis sisaldab kuni 1% magneesiumi, rauda ja räni. Sobib juhtmete valmistamiseks sest on puhtast alumiiniumist tugevam ja vasest kergem.
Magnaalium sisaldab kuni 12% magneesiumi ja kuni 1% mangaani. kerge ja tugev materjal. Hästi keevitatav .
Alumell on nikli ja alumiiniumi sulam milles 2% alumiiniumi, mangaani ja räni. Suure kuumuskindluse ja elektritakistusega materjal.
Alumiiniumi kasutatakse ka pulbermetallurgias. Alumiiniumpulbri ja Al2O3 ( kuni 22% ) segu paagutamisel suure rõhu all temperatuuril kuni 500oC saadakse kerge, tugev, hästi töödeldav ja kõrge temperatuurikindlusega (temp. vahemikus 350…500oC) materjal.
Kõik alumiiniumisulamid kaotavad 300o C juures oma tugevuse.
Alumiiniumivalu iseärasused:
- Kerge oksüdeerumine, mistõttu kasutatakse alati laienevaid valukanaleid.
- Gaaside neelduvus, mis võib põhjustada gaasitühikuid.
- Suhteliselt madal valutemperatuur.
Pooltoodete (leht, latt , riba, varras , traat jms) valmistamiseks kasutatavad sulamid liigitatakse termotöötluse põhjal:
a) termotöötlusega tugevdatavad ja
b) mittetugevdatavad Al, Mg, Mn sulamid.
Lisandid (Cu, Si jt.) % Mn, Mg, Fe, Ni
Duralumiiniumi (Al-Cu)D1, D6, D16 karastamisel vees – temperatuurilt 500oC. Järgneb 4-7 ööpäevane vanandamine toatemperatuuril või kunstlikult 100-180oC – 2-4 tundi.
Peale karastamist on duralumiinium plastne ja seda on võimalik töödelda survega . Vanandamise järgi suureneb tugevus 100 ® 500 M Pa- lini 20 - 150 HB-ni.
Lõõmutamist rakendatakse Al struktuuri ühtlustamiseks ja rekristalliseerimiseks piires 320 - 520oC hoides kestvusega 4 - 40 tundi ja jahutades õhukäes või koos ahjuga 0,5 - 2 tundi.
Karastamise ja vanandamise efekti mahavõtmiseks st. pehme Al saamiseks piisab 12 tunnist 350o - 450oC juures hoidmisest.
Lõõmutatud Al-st – õhuliinide paljasjuhtmeid ja jaotusseadmete paljaslattidena (AT).
Traadid 0,85,0 mm kuni 0,05 mm – tõmmatakse. Latid 3 x 10 mm kuni 20x60mm – valtsitakse.
Lehtmaterjaline mark A00 (99,7% A1) kasutatakse elektrolüütkondensaatorite elektroodide valmistamiseks lehtmaterjalist: - aparaadi detaile, skaalasi, osuteid, sassiisi.
Juhtmete konstruktiivse tugevuse saamiseks terasalumiiniumjuhtmeid (terasest südamiku ümber on põimitud (pandud) alumiiniumtraadi kiud).
NB! Galvaanielementide tekkimise vältimiseks peab alumiiniumjuhtmete ühenduskohti teiste metallidega (vask, teras) isoleerima niiskuse eest. Selleks lakkida või kokku sulatada. Alumiiniumjuhtmete ühenduskohad oksüüdist puhtana hoidmiseks peab katma nad vähemalt vaseliiniga. (Alumiiniummähised massilt on võrreldes vasega 2 korda kergemad. Gabariidilt suuremad juhtivuse arvel).
8. Peamised legeerivad elemendid alumiiniumisulameis.
Berüllium, fosfor, kroom , magneesium, mangaan, nikkel, plii, raud, räni, tina, tsink, vask jne.
⦁ Legeerelemendid
⦁ Mg, Si, Cu, Zn – tõstavad tugevusomadusi
⦁ Mn, Cr – tõstavad korrosioonikindlust
⦁ Cu – vähendab korrosioonikindlust
⦁ Ti – parandab pinnaomadusi
9. Alumiiniumsulamite termotöötlus.
Termotöödeldavuse põhjal liigitatakse Al sulamid kahte gruppi:
⦁ Termotöödeldavad (karastuvad ja vanandatavad)
⦁ Mittetermotöödeldavad (mittekarastatavad ja –vanandatavad)
Karastamine – kuumutamine temperatuurini, mil sulami intermetallilised faasid lahustuvad alumiiniumis täielikult või osaliselt, sellel temperatuuril seisutamises ning sellele järgnevas kiires jahutamises üleküllastunud tardlahuse saamiseks.
Vanandamine on karastamisele järgnev protsess, mis seisneb toatemperatuuril hoidmist mõned ööpäevad (loomulik vanandamine) võikõrgendatud temperatuuril hoidmine kuni 1 ööpäev (kunstlik vanandamine).
Lõõmutamine . Rakendatakse homogeniseerivat või rekristalliseerivat lõõmutust. Valandite homogeniseerivat lõõmutamist kasutatakse peamiselt dendriitse likvatsiooni kõrvaldamiseks. Lõõmutatakse temperatuuril450... 520 C kestusega 4...40 tundi, jahutatakse koos ahjuga.
Rekristalliseeriv lõõmutamine viiakse läbi sõltuvalt sulami koostisest 350...500 C, kestusega 0,5...2 tundi
Karastamise ja vanandamise efekt kaob, kui viia lõõmutamine temperatuuril350...450 C
10. Alumiiniumsulamite tähistus.
Alumiiniumi ja alumiiniumisulamite margitähistus põhineb Saksa DIN tähistussüsteemil, numbrisüsteem ja oleku tähistus aga rahvusvahelistel eurostandarditel.
⦁ Deformeeritavad EVS-EN573 ja 2. Valusulamid EVS-EN1780
⦁ Näiteid: Margitähis Numbritähis Deformeeritav alumiinium EN AW-Al 99,6 EN AW-1060 Deformeeritavad sulamid EN AW-AlCu4Mg1 EN AW-2024 Valualumiinium EN AC-Al99,5 EN AC-10500 Valusulamid EN AC-AlSi11 EN AC- 44000
Tavaliselt tuuakse alumiiniumi sulami margitähis kandilistes sulgudes tunnusnumbri järel. N: EN AW – 5052 [AlMg2,5] või EN AW – AlMg2,5
Kasutatakse lisaks USA-AA süsteemil euroliidu tähistussüsteemi tähist EN515 alumiiniumi ja alumiiniumsulamite oleku (töötluse) tähistamiseks. O – lõõmutatud, H – kalestatud, n: H34 W – karastatud , n: W1/2h (vananemise kestus) T – termotöödeldud, n: T31
Puhtuse järgi liigitatakse primaarne A1 kolme gruppi ja markeeritakse järgmiselt ( GOST 11069-74, 11
• eriti puhas A999 (99,999% A1)
• kõrgpuhas A 995, A99, A97, A95 (99, 95% A1)
• tehniline A85, A8, A7, A6, A5, A0 (99,0 % A1)
Tähis “E” – A7E ja A5E märgib ära elektrotehnilise alumiiniumi, millel on erinev koostis, mis tagab materjali eritakistuse kindlates piirides.
Deformeeritavad alumiiniumid liigitatakse GOST 4784-74:
• kõrgpuhas FL (99,98 – 99,95% Al)
• tehniline FL 000, FL00 (99,8 – 98,8% Al)
Samuti DIN1700 järgi primaarse alumiiniumi margid tähistatakse Al 99,99 – Al 99,5 s.o.99,5% Al alla 1% lisanditele arvu ei lisata.
E Al – elektrotehniline
DIN1712 T1 – valukangidena
DIN1712 T2 – deformeeritav
11. Deformeeritavate alumiiniumsulamite tähistus.
ISO standard EN AW XXXX
⦁ 1000 – puhas Al
⦁ 2000 – Al-Cu-sulamid
⦁ 3000 – Al-Mn-sulamid
⦁ 4000 – Al-Si-sulamid
⦁ 5000 – Al-Mg-sulamid
⦁ 6000 – Al-Mg-Si-sulamid
⦁ 7000 – Al-Zn-sulamid,
8000 – Al- muud elemendid
Tähistus H – Kalestatud
⦁ 1. nr põhitöötlus
⦁ 1 – kalestatud ilma täiendava termotöötluseta
⦁ 2 – kalestatud ja osaliselt noolutatud
⦁ 3 – kalestatud ja stabiliseeritud termotöötlusega
⦁ 4 – kalestatud ja lakitud või värvitud
2. nr kõvendamise aste
⦁ 1 – 1/8kõva
⦁ 2 – 1/4 kõva
⦁ 4 – 1/2 kõva
⦁ 6 – 3/4 kõva
⦁ 8 – täiskõva
3. nr kõvandamise astme esinemisvariatsioonid
12. Alumiiniumi valusulamid, valusulamite tähistus.
⦁ ISO standard EN AC XXXXX
⦁ 10000 – puhas Al (min 99,0%)
⦁ 20000 – Al-Cu-sulamid
⦁ 40000 – Al-Si-sulamid
⦁ 50000 – Al-Mg-sulamid
⦁ 70000 – Al-Zn-sulamid
Al –Mg sulamid – magnaaliumid- on väikese tiheduse, suure tugevuse ja plastsusega, hea keevitatavuse, lõiketöödeldavuse ning korrosioonikindlusega kuid halvasti valatavad ning halva soojusjuhtivusega ja madala kuumutustugevusega (kuni 100º C).
⦁ Muude lisanditega alumiiniumsulamid :
Kuumustugevad Al sulamid on mõeldud tööks kuni 350º C. Kasutatakse näit lennukimootorite kolbide valmistamiseks. Mehaanilised omadused sõltuvad termotöötlusest ning valmistusviisist.
13. Alumiiniumi laagrisulamid.
Alumiiniumi laagrisulamid: Al- Sn- Cu, Al- Ni, Al - Sb- Cu jt), kasutatakse mono- ja bimetalsete valatud liugelaagrite ja valtsitud leht- ning ribamaterjalist stantsimise teel valmistatud laagriliudade tarvis. Võrreldes babiitidega on alumiiniumi laagrisulamid odavamad, kergemad, suurema tugevuse, parema soojusjuhtivuse ja korrosioonikindlusega ning tehnoloogilisemad. Puuduseks on suur joonpaisumistegur.
14.Alumiiniumvaht, kärg alumiinium. Mõlemaid võib kombineerida alumiinium lehtedega , et saada nn sandwich paneelid.
Al- vaht . Kasutus: gaaside ja vedelike segistites, löögienergia neelajates, soojusvahetajates, kerge (tihedus 3 ... 12 % alumiiniumi tihedusest) kuid tugeva konstruktsioonimaterjalina. Saadakse valumenetlusel sulametalli vahustamisel ja suunatud kristalliseerimisel (erinevalt pulbermenetlusest).
15 Al valumeetodid- . liivsavi vorm valu ja kokill valu
Kokill e. metallvorm – lahtivõetamatu või lahtivõetav valuvorm, mis valmistatakse malmist, vahel ka tööriistaterasest.
Eelised:
- vormi korduvkasutus (ühes kokillis võib teha kuni 1000 teras-, 10000 malm - ja 250000 alumiiniumvalandit),
- suur täpsus ja pinnasiledus,
- valandi peeneteraline struktuur,
- protsessi kerge automatiseeritavus.
Puudused:
- kokilli kõrge maksumus,
- väike püsivus kõrge sulamistemperatuuriga metallist valandite tootmisel.
Kasutatakse: piiratud massiga (mõnisada kg) valandite tootmiseks suhteliselt madala sulamistemperatuuriga metallidest (Al-, Mg-, Cu-sulamid).
16. TIG või MIG keevitus , hõõrdkeevitus. (ei oska midag rohkem pakkuda)
17. Alumiiniumsulamite keevitamine.
Al on hästi keevitatav. Kasutada võib : sula- ja survekeevitust (kui sulameis on vähe lisandeid). Põhiline meetod on kaarkeevitus : MIG- ja TIG keevitus, MIG täistraatkeevitus, plasmakeevitus , elektroodkeevitus . Survekeevitusprotsessid: punktkeevitus , joonkeevitus, laserkeevitus . Teised keevitusprotsessid: gaaskeevitus , plahvatuskeevitus, elekronkiirkeevitus, hõõrdkeevitus. Keevitatavust raskendavad: põhimaterjal ( sulamistemp., oksiidikiht, soojusjuhtivus , soojuspaisumine , tardumismehhanism), keevitusprotsess, lisamaterjal , keeviskonstruksiooni jäikus. Al.liigitatakse: hästi (konstruktsioonide valmistamiseks), piiratud ja keevitamiseks sobimatud.
Al keevitust raskendab oksiidikihi (Al2O3) teke pinnale:
- oksiid on kõva ja elastne
- oksiid on raskem kui puhas metall - oksiidikile tükid vajuvad keevisõmblusse ja tekitavad keevitusvigu
- oksiidi sulamistemperatuur on tunduvalt kõrgem Al:660C ja Al2O3 : 2050 C)- mistõttu see ei sula keevisõmbluses
- oksiid on hüdroskoopne, tekib Al (OH)3 poorne kile, mis seob niiskust ja eraldab vesinikku keevisõmblusse
- oksiidikile on elektritakistuseks, mis raskendab keevitamist.
Al´l on suur soojusjuhtivus, kuni 4-5 x suurem kui Fe, väiksem elektritakistus (kuni 3 korda). Suur soojusjuhtivus
1) suurendab keevitamisel vajaminevat soojushulka, mis on samas suurusjärgus kui terase keevitamisel.
2) lisab liitevigade ja pooride tekkimise ohtu, kuna soojust ei piisa metalli piisavaks soojendamiseks ja läbisulatamiseks. Kuna keevisõmbluse ümbrus jahtub kiiresti, lisab see soojuse tarvet. Sellest tulenevalt kasutatakse paksude alumiiniumdetailide keevitamisel eelkuumutust. Suur jahtumiskiirus soodustab keevitamist eri asendites, kuna keevisõmblus jahtub kiiresti. Tänu alumiiniumi heale soojusjuhtivusele ei mõjuta keevituspüstoli suudme kauguse muutus MAG- keevitusel keevitusvoolu. (Olukord võib muutuda vastupidiseks süsinikterastega, kus keevitusvool kasvab, kui püstoli suudmiku kaugus suureneb. Puhta alumiiniumi voolujuhtivus on hea, mistõttu sama keevitusvoolu korral on keevitustraadi etteandekiirus, keevitusõmbluse tootlikkus ja läbikeevitus suuremad.
Alumiiniumi üle kolme korra parem voolujuhtivus võrreldes terastega mõjutab eelkõige punktkeevitust, mistõttu keevitusvoolud on tunduvalt suuremad kui teraste keevitamisel, et saavutada sama temperatuuri liitekohas.
Soojuspaisumine on 2 korda suurem kui terasel ja kahanemine tardumisel kuni 6%, siis kaasnevad suured keevitusdeformatsioonid. Suurim kujumuutus tekib keskmiselt 8 mm paksuse plaadi puhul. Õhukeste materjalide puhul on kujumuutused väiksemad sest soojus hajub ühtlasemalt kogu materjali ulatuses. Paksudel materjalidel on aga piisav jäikus, et kujumuutusi ära hoida.
Vesiniku lahustumine sulas alumiiniumis on suur võrrelduna tahkes olekus oleva alumiiniumiga, suhe 20:1, kui võrrelda lahustuvust temperatuuril 660C. Pooride tekkimise tõenäosus on palju suurem kui terase keevitamisel. Erilist tähelepanu tuleb pöörata keevistoorikute liitepindade puhtusele, lisamaterjalide ladustamisele (3 kuni 6 kuud), liitepindade mehhaanilisele ja keemilisele puhastamisele , kaitsegaasi piisavusele ja puhtusele. Erilised puhtusnõuded .
Keevitussuits ja aerosoolid keevitamisel mõjuvad mürgiselt kesknärvisüsteemile.
Al- ja sulamite keevitamise probleemid
Keevituspraod- eranditult kuumpraod . Neid võib jagada 2 rühma. Tekivad kahanemispingetest või detailis tekkivatest pingetest. Kas tardumispraod keevisõmbluses või keevisõmbluse kõrval – segunemispiirkonnas ehk osaliselt sulanud piirkonnas tekkinud praod . Pragude tekkimist soodustab suur soojuspaisumistegur, suur kahanemine keevisõmbluse tardumisel ja suur soojusjuhtivus.
Kuumpragude teket põhjustavad- sulami koostis mis moodustub põhiaine ja lisamaterjali segunemisest; pingetest, mis tekivad sulami tardumisest; ning jahtumiskiirusest. Alumiiniumi tardumismehhanism on erinevatel sulamitel erinev, mille selgitamiseks soovitatav kasutada faasidiagrammi. Puhta alumiiniumi jahtumistemperatuur on (660C) sulamite jahtumine toimub kitsas temperatuurivahemikus . Mida väiksemal temperatuurivahemikul toimub kogu keevisõmbluse tardumine , seda väiksem on pragude tekkimise oht. Samaaegselt lisandub pooride tekkimise oht.
Madallegeeritud Al-sulamite tardumine erineb puhta või kõrglegeeritud Al- omast. Al- terade piiridel esineb keemilise koostise ebaühtlast (väiksema tugevusega faase ), võrreldes ülejäänud osaga ja kahanemisel võivad tekkida seal praod. Seepärast tuleb vältida madallegeeritud põhimaterjale või lisamaterjale.
Kuumpragusid kutsuvad esile väikesed räni ja magneesiumisisaldus. Pragude tekkimist soodustab veel vask (Cu) ja seatina (Pb). Titaan ja tsirkoonium vähendavad pragude tekkimise ohtu, seetõttu kasutatakse neid keevituslisaaine koostises. Suur räni ja magneesiumisisaldus vähendavad pragude tekkimise ohtu mistõttu kasutatakse näiteks lisametalli Al Mg 4,5 MnZr
Soovitused kuumpragude vältimiseks
- vältida kuumpragudele kalduva sulami keemilise koostise tekkimist, valides sobiva lisametalli,
- keevituspingete vähendamine (rakised jms).
Teine rühm kuumpragusid on energiasisestusest sõltuvad likvatsioonpraod, millised tekivad keevisõmbluse korral põhiaine poolel osalise sulamise tsoonis. Kõrge temperatuur sulatab osalise sulamise tsoonis kergemini sulavad ühendid ja praod tekkivad pingete tagajärjel. Sellise kalduvusega on termotöödeldavad AlCuMg ja AlSiMg sulamid.
Keevismetalli tardumine enne põhimetalli tardumist tekitab pragude riski, kuna sula metalliterade piirid võivad olla veel sulas olemas ja kahanemispinged võivad kutsuda esile pragusid. Pragude vältimiseks on vaja kasutada kõrgemalt legeeritud lisametalli.
Kraaterpraod keevisõmbluste lõpetuskohtades on tingitud valest keevitustehnikast.
Al-sulamites ei esine klassikalist vesinik- e. külmpragusid. Kui keevisõmbluse ristlõikepind on liiga väike, siis võivad tekkida pärast jahtumist keevisõmbluses praod suurte sisepingete tõttu.
Kasutatavad keevitusprotsessid
Gaaskeevitus- Kasutatakse taandavat hapnik-atsetüleenleeki ja räbustit. Keevitatakse puhast Al ja mittekarastatuvaid sulameid. Kasutatakse remontkeevitust. Ei ole tunnustatud keevitusprotsess.
Elektroodkeevitus valatud detailidele- Kasutatakse remondiks. Ei ole tunnustatud protsess. Keevitatakse välitingimustes. Saadaval elektroodid Al ja sulamitele AlMn1, Al Si5, Al Si12. Detailid kuumutatakse ette ja õmblus puhastada sulamid räbust veega muidu võib tekkida korrosiooni. Varem keevitati grafiitelektroodiga, kasutati räbusteid pasta kujul.
TIG-keevitus- Materjalipaksused 0,5-10 mm. Sobivad kõik keevitusasendid. Kasutatakse vahelduvvoolu oksiidkihile purustamiseks . Oksiidikihi purustatakse ajal, kui elektrood on +. Kasutatakse puhtast Welektroodi, Zr või tseesiumi , lantaani lisanditega elektroode. Võib kasutada ebasümmeetrilist vahelduvvoolu. Kaitsegaasid. Ar, suuremad materjalipaksused He segud , nt. 50% Ar+ 50% He.
MIG-keevitus- Pihustusrežiimis keevitatakse materjali paksusega 3 ja üle, pulsskeevitusel alates 1 mm. Tundlikum pooridele, kuna traadil oksiidikelme ja kõrgendatud oht pooride tekkele.Kasutatakse puhast argooni (99,99) või Ar-He segu. Tähtis :gaaside puhtus , voolikud, traadimehhanismid, püstolid puhtad. Kontrollida gaasi kulu. Uutel MIG/MAG seadmetel lisafunktsioonid
– gaasi eelvool 0-15 sekundit,
– aeglane alustus – traadi etteandekiirus esialgu väike, kuni kaarr süttib, siis lõplik kiirus peale. Tavaliselt 50% valitud traadi etteandekiirusest saavutatakse hea kaare süütamine.
– Kaare süütamiseks (Hot start), suurem vool algul, võimsam kaar ja vähem poore ning liiteviga alustuskohas. Tavaliselt 20% suurem traadi kiirus, kestab mõned sekundid .
– Kraateri täiskeevitus. Keevitamise lõpetamisel ei ole vaja kasutada lõpetusplaate. Kui traadi etteandmine lõpetada järsku siis võib traadi ots jääda sula keevismetalli sisse ja sinna kinni jääda. Vältimiseks antakse 0-1 sekundiks järelpõlemisaeg traadi ettekandmise kaudu.
– Lõpetusvoolu impulsi võimalus. Tavaliselt tekib keevitamise lõpetamisel traadi otsa suur metallitilk, mis raskendab edasi kaare süütamist. Vooluimpulsiga eemaldatakse metallitilk traadi otsast.
– Kaitsegaasi järelvool  0-15 sekundit
Plasmakeevitus -Läbistaval keevitusel saab keevitada ilma õhupiluta detailide vahel kuni 8-20mm paksust plaati . Mehhaniseeritud keevitus.
18. alumiiniumsulamite survetöötlemine:
Ekstrudeerimine on kuumsurvetöötluse pidevprotsess, mille puhul konteinerisse paigutatud toorik surutakse templi abil läbi matriitsiava. Saadava pooltoote – ekstruusise – ristlõige on ühesugune matriitsi ava ristlõikega. Toorikuks valuplokk või valtsmetallist väljalõigatud toorik.
Valtsimine - survetöötlemise pidevprotsess, mille puhul toorik tõmmatakse hõõrdejõudude toimel pöörlevate valtside vahele, Al –survetöötlusprotsessides moodustab ligi 50% valtsimine.
Tõmbamine- on survetöötlemise pidevprotsess, mille puhul traadi-, varda-, toru- või ribakujuline toode saadakse tooriku tõmbamisega läbi tõmbesilma. Tõmbamisel on võimalikud deformatsioonid piiratud tõmbesilmast väljaulatuva profiili tugevusega ( tõmmatakse külmalt), metalli pind kalestub, saadakse suur täpsus ja pinnasiledus.
19.Al-sulamite pinnatöötlusmeetodid- käiatakse, lihvitakse, harjatakse ja poleeritakse(ka keemiline- ja elektropoleerimine) sobiva viimistluse saavutamiseks. Erinevad sulamid on erineva korrosioonikindlusega, seega on neid teatud tingimustes vaja kaitsta keskkonnamõjude eest- lakitakse, värvitakse, pulbervärvitakse, kaetakse erinevate plastpinnakatetega. Üks olulisi meetodeid - anodeerimine- elektrolüüsi teel muudetakse pindmine metallikiht oksiidiks- suurendab pinna vastupidavust korrosioonile. Lisaks võimaldab see dekoratiivset erivärvi katet , kui kasutada toonimist. Pinna passiveerimiseks ja korrosiooni eest kaitsmiseks kas. ka kromaatimist(lennunduses).
20.Al-maatriksiga komposiitmaterjalid - Komposiitmaterjalid, milles Al või sulamid (peamiselt Al-Si ja Al-Cu) on maatriksiks . Armatuuriks kasutatakse peamiselt Al2O3, SiC, SiO2, B, BN, B4C (igasugused keraamilised kiud ja osakesed/ pulbrid ). Al kasutamise eelised -tihedus, elektrijuhtivus , soojusjuhtivus, vanandamine jne. Armatuur parandab täiendab maatriksi omadusi(sõltub armatuuri materjalist, paigutusest ja vormist st näiteks kas on kasutatud pidevaid kiude või lühikesi kiude või mingi muu kujuga osakesi ja kuidas nad materjalis paiknevad -> sellest sõltub komposiidi omaduste erinev väärtus erinevas suunas). Tavaliselt on komposiidid jäigemad, tugevamad, parema kulumiskindlusega kui maatriksmaterjal üksi. Toodetakse neid tahkes faasis pulbermetallurgias, vedela maatriksiga armatuuri immutades ja sulametalli armatuurile pihustades.
Näiteks 3M- Al2O3 kiududega komposiidist kõrgepingekaablite kiud(kerged, hea elektrijuhtivusega, pikisuunas tugevad), tõukurvardad võidusõidumootoritesse(40% terasest kergemad, aga jäigemad ja tugevamad ning paremate vibratsiooni summutavate omadustega). Veel näiteid- SiC osakestega kiirrongide pidurikettad, autode pidurikettad ja sadulad, igasugused mootoriosad, silindrihülsid jne.
Lisaks ’ „sandwitch“ tüüpi kihtstruktuuriga komposiidid, kus alumiiniumfoolium liidetakse näiteks terastraadi, boor või-süsnikkiududega komposiidiks valtsimise, difusioon - või plahvatuskeevituse teel.