Aluminiumwerkstatt: Entscheidung zwischen 4043 und 5356 Zusatzwerkstoff

F: Ich habe ein Projekt, bei dem 6061-T6-Profile miteinander und mit 6061-T6-Blech verschweißt werden müssen. Mein örtlicher Schweißhändler sagt, dass ich entweder 4043- oder 5356-Zusatzwerkstoff verwenden kann, aber das macht für mich keinen Sinn. Ist 5356 nicht stärker?

A: Sie sollten wissen, dass etwa 80 Prozent des weltweit verkauften Aluminiumzusatzdrahts entweder 4043 oder 5356 ist. Meistens ist also das eine oder das andere für Ihre Anwendung geeignet. Ja, Sie haben Recht, wenn Sie sagen, dass 5356 stärker ist. Aber Ihr Händler hat auch Recht, wenn er vorschlägt, dass Sie entweder 5356 oder 4043 verwenden können. Bei Nutschweißungen spielt das keine Rolle, da die Schwachstelle der Schweißnaht in der Wärmeeinflusszone (HAZ) im 6061 neben der liegt Schweißen. Beide Füllstoffe sorgen für eine stärkere Schweißnaht als die HAZ, weshalb Sie beide verwenden können.

Was sind also die Vorteile eines Zusatzmetalls gegenüber dem anderen? Kurz gesagt, 4043 lässt sich leichter schweißen und sorgt für ein besseres Aussehen. 5356 ist stärker, was für Nutschweißungen nicht wirklich wichtig ist.

Das Bild ändert sich jedoch ein wenig, wenn Sie eine Struktur mithilfe von Kehl- oder Überlappnähten zusammenbauen. Während Nutschweißnähte normalerweise unter Zugbelastung stehen und in der Regel in der WEZ versagen (wie oben angegeben), werden Kehlnähte fast immer unter Scherung beansprucht und versagen genau in der Mitte der Schweißnaht. In diesem Fall spielt der Stärkeunterschied zwischen 4043 und 5356 eine Rolle. Die Mindestscherfestigkeit von 4043 wird normalerweise mit 11 Kilopounds pro Quadratzoll (KSI) angegeben, während die Scherfestigkeit von 5356 mit 18 KSI angegeben ist. Bei einer Struktur, die hauptsächlich aus Kehlnähten besteht, bietet 5356 tatsächlich einen Festigkeitsvorteil.

Manchmal ist 4043 überhaupt nicht angemessen. Verwenden Sie es beispielsweise nicht zum Schweißen von Legierungen mit hohem Magnesiumgehalt wie 5083, 5056 und 5454. Der Grund dafür ist, dass der hohe Magnesiumgehalt dieser Legierungen in Kombination mit dem hohen Siliziumgehalt von 4043 eine große Menge der Verbindung Mg2Si erzeugt die Schweißnaht, wodurch sie spröde werden kann. Tatsächlich ist die einzige 5xxx-Legierung, die mit 4043-Füller geschweißt werden sollte, 5052, die eine sehr geringe Menge Magnesium enthält.

Welches Zusatzmetall sollten Sie also verwenden? An meiner Stelle würde ich 4043 verwenden, wenn ich hauptsächlich Nutschweißnähte herstellen würde. Ich würde 5356 ernsthaft in Betracht ziehen, wenn ich hauptsächlich Kehlnähte herstellen würde.

Bitte beachten Sie, dass alle oben genannten Punkte korrekt sind, wenn wir das geschweißte Bauteil im geschweißten Zustand verwenden. Wenn Sie nach dem Schweißen eine Wärmebehandlung durchführen möchten (was nicht viele Leute tun), ändern sich die Dinge. Wir werden diese Situation das nächste Mal besprechen.