AWS D1.2 Filler Metal Selection
AWS D1.2 §4.4.1 specifies A5.10/A5.10M filler metals for structural aluminum. ER4043 for 6xxx-to-6xxx; ER5356 for medium-Mg 5xxx and 5xxx-to-6xxx dissimilar; ER5183 and ER5556 for high-Mg 5083/5456 (Note 3 alternates wherever 5356 is shown). Note 4 prohibits Al-Mg fillers above 3% Mg in long-term service over 150°F.
Table 4.2 Note 3 — the substitution rule: AWS D1.2 Table 4.2 Note 3 reads verbatim: "Whenever 5356 is shown, 5183 or 5556 are acceptable alternates." Use ER5356 as the Norma medium-Mg 5xxx and dissimilar-joint filler; reach for ER5183 when you need higher shear Resistencia on 5083-class structural work; reach for ER5556 when Soldadura 5456 to itself (footnote a) or when matching the highest-strength 5xxx alloys.
¿Por qué es importante la selección del metal de aporte en el aluminio?
La Soldadura de aluminio tiene menos opciones de proceso que la Soldadura de acero (D1.2 cubre GMAW, GTAW, PAW-VP, FSW y Soldadura de espárragos, pero excluye SMAW), por lo que la selección del Metal de Aporte soporta más la carga metalúrgica. El Metal de Aporte incorrecto en aluminio produce uno de tres modos de falla que aparecen más tarde, a veces años después: fisuración en caliente durante la solidificación, intermetálicos frágiles de Mg2Si en la línea de fusión, o corrosión bajo tensión por precipitación sostenida de Mg2Al3 en servicio.
D1.2 §4.4.1 anchors the choice: "Filler metal shall conform to AWS A5.10/A5.10M, Especificación for Bare Aluminum and Aluminum Alloy Welding Electrodes and Rods. Table 4.2 lists filler alloys recommended for various Metal Base alloys." Five fillers cover the structural majority of aluminum work: ER4043 (Al-Si), ER5183, ER5356, ER5554, and ER5556 (all Al-Mg variants). Selection logic follows base-alloy magnesium content more than it follows Geometría de la junta — the exception being elevated-Temperatura service, which overrides everything via Table 4.2 Note 4.
Los cinco metales de aporte estructurales — base química
La Tabla 1 de A5.10 proporciona la química que impulsa cada decisión de selección. El eje Si vs Mg separa el ER4043 de los metales de aporte 5xxx; el eje de porcentaje de Mg separa el ER5554 (por debajo del umbral de 3% de la Nota 4) de los metales de aporte con mayor contenido de Mg por encima de este.
| Filler | Chemistry | Si % | Mg % | Mn % | Primary use |
|---|---|---|---|---|---|
| ER4043 | Al-Si | 4.5–6.0 | 0.05 max | 0.05 max | 6xxx-to-6xxx; cast-to-wrought; hot-service (any base) |
| ER5356 | Al-Mg | 0.25 | 4.5–5.5 | 0.05–0.20 | Medium-Mg 5xxx (5052, 5454); 5xxx-to-6xxx dissimilar |
| ER5183 | Al-Mg-Mn | 0.40 | 4.3–5.2 | 0.50–1.0 | High-Mg 5xxx (5083, 5086, 5456); Note 3 alternate to 5356 |
| ER5554 | Al-Mg-Mn (low Mg) | 0.25 | 2.4–3.0 | 0.50–1.0 | 5454 service; the only Al-Mg filler outside Note 4 (≤3% Mg) |
| ER5556 | Al-Mg-Mn (high Mg) | 0.25 | 4.7–5.5 | 0.50–1.0 | 5456-to-5456 (footnote a); Note 3 alternate to 5356 |
Dos patrones surgen de la química. ER4043 es el único Metal de Aporte Al-Si — magnesio prácticamente nulo, bajo rango de solidificación, baja susceptibilidad a la fisuración en caliente y fuera de la prohibición de Temperatura a largo plazo de la Nota 4. Los cuatro metales de aporte Al-Mg (5183, 5356, 5554, 5556) contienen magnesio entre 2.4 y 5.5 por ciento, pero solo ER5554 se encuentra en o por debajo del umbral de 3 por ciento de la Nota 4 de la Tabla 4.2. ER5183, ER5356 y ER5556 están todos por encima del 3 por ciento de Mg y, por lo tanto, están cubiertos por la regla de Temperatura a largo plazo.
Soldaduras 5xxx a 5xxx — selección por contenido de Mg del metal base
La familia 5xxx cubre un amplio rango de magnesio, y la Tabla 4.2 selecciona los metales de aporte en consecuencia. Para aleaciones 5xxx de bajo Mg (5005, 5050, alrededor de 0.5–1.4% Mg), la Tabla 4.2 muestra "4043, 5356" con la Nota 1 confirmando que cualquiera es aceptable; ER4043 es el valor predeterminado típico. Para aleaciones 5xxx de Mg medio (5052 alrededor de 2.5% Mg, 5154/5254 alrededor de 3.5%), ER5356 es la elección estándar; 5454 consigo mismo es la excepción (ER5554 es la combinación diseñada para servicio 5454 a Temperatura elevada). 5086 (alrededor de 4% Mg) se encuentra con las aleaciones fundidas 514.0 y 535.0 en la agrupación de filas de la Tabla 4.2 y toma ER5356 como primario, con ER5183 o ER5556 aceptables como alternativas de la Nota 3. La fila 5083/5456 es el único par 5xxx donde la Tabla 4.2 muestra ER5183 o ER5556 como la recomendación principal (5183, 5556a), con ER5356 aceptable según la Nota 3.
La Nota 3 de la Tabla 4.2 hace explícita la sustitución: "Siempre que se muestre 5356, 5183 o 5556 son alternativas aceptables." La sustitución no es arbitraria — ER5183 y ER5556 contienen más manganeso (0.5–1.0 por ciento) que ER5356, lo que se traduce en una mayor resistencia a la tracción y al cizallamiento del Metal de Soldadura.
"En soldaduras estructurales 5083 que soportan un cizallamiento significativo, ER5183 rutinariamente prueba de 10 a 15 por ciento más alto en resistencia al cizallamiento que ER5356 con el mismo procedimiento. El costo adicional es pequeño, la penalización metalúrgica es nula. Por defecto, usamos 5183 en 5083 a menos que haya una razón de inventario para usar 5356." — Nota del profesional, guía de selección de metal de aporte de AlcoTec / Hobart, confirmada con Lincoln Electric y ESAB.
Un caso específico se menciona en la nota al pie a de la Tabla 4.2: "Se recomienda 5556 para soldar 5456 consigo mismo." El Metal Base 5456 es la aleación estructural 5xxx de mayor resistencia (alrededor del 5 por ciento de Mg), y ER5556 coincide estrechamente con la química mientras contiene 0.5–1.0 por ciento de Mn. Las Propiedades Mecánicas de una Soldadura de ER5556 en Metal Base 5456 alcanzan la resistencia recocida como soldado del material original más de cerca que ER5356. Para trabajos de 5456 de alta tensión en aplicaciones marinas, de transporte o estructuras a presión, ER5556 es la elección diseñada; ER5356 solo está permitido como alternativa según la Nota 3.
Para 5454 específicamente, ER5554 es la combinación diseñada. ER5554 contiene menos magnesio (2.4–3.0 por ciento frente a 4.5–5.5 por ciento en ER5356), manteniéndolo en o por debajo del umbral de 3 por ciento de Mg de la Nota 4. Esto convierte a ER5554 en el único Metal de Aporte Al-Mg que sigue permitido para el servicio 5454 cuando las Temperaturas a largo plazo pueden superar los 150°F.
Soldaduras 6xxx a 6xxx
Para soldar aleaciones 6xxx a otras aleaciones 6xxx — 6005, 6005A, 6061, Alclad 6061, 6063, 6082, 6351 — la Tabla 4.2 enumera "4043, 5356" con la Nota 1 confirmando que cualquiera es aceptable. ER4043 es el valor predeterminado típico. ER4043 contiene aproximadamente un 5 por ciento de silicio (Si 4.5–6.0 por ciento según la Tabla 1 de A5.10), lo que reduce el rango de solidificación, disminuye la susceptibilidad a la fisuración en caliente y produce perfiles de cordón más suaves que los metales de aporte 5xxx. La coincidencia metalúrgica es favorable: las aleaciones 6xxx contienen magnesio y silicio, y un Metal de Aporte Al-Si no introduce magnesio adicional que promovería la fisuración en caliente en una trayectoria de solidificación 6xxx.
ER5356 es la alternativa listada para soldaduras 6xxx a 6xxx. La compensación es mecánica: ER5356 produce mayor resistencia al cizallamiento en una Soldadura de Filete, pero con mayor riesgo de fisuración en caliente y con más calor de arco para la misma penetración. La elección depende de cómo esté cargado el cordón. Para un filete 6061 que debe pasar un Ensayo de Rotura de Filete bajo cizallamiento o flexión, ER5356 es la elección geométrica más conservadora — desplaza el modo de falla de la garganta del filete hacia la Zona Afectada por el Calor del Metal Base. Para un filete 6061 bajo servicio de bajo cizallamiento o donde la estética del cordón importa (trabajo arquitectónico, anodizado), ER4043 es el mejor valor predeterminado. Tenga en cuenta que ER5356 está sujeto a la Nota 4 de la Tabla 4.2 (la regla de largo plazo de 3% Mg / 150°F); ER4043 no lo está.
Las aleaciones 6xxx experimentan una pérdida significativa de resistencia en la Zona Afectada por el Calor después de la Soldadura, independientemente de la elección del Metal de Aporte. La ZAC revierte a la condición recocida (típicamente una pérdida del 40–50 por ciento de la Límite Elástico T6), y esa resistencia de la ZAC como soldado rige la capacidad de diseño de la junta. La selección del Metal de Aporte mueve la resistencia de la garganta, pero no recupera la resistencia de la ZAC — solo el Tratamiento Térmico de solución post-Soldadura y el envejecimiento artificial pueden hacerlo, y eso rara vez es práctico para estructuras fabricadas.
Soldaduras disímiles 5xxx a 6xxx
Para cualquier junta disímil 5xxx a 6xxx — por ejemplo, 5083 a 6061, o 5086 a 6063 — ER5356 es el Metal de Aporte recomendado según la Tabla 4.2 de D1.2. Nunca use ER4043 en una junta que contenga 5xxx. La razón metalúrgica está bien documentada: cuando se utiliza un Metal de Aporte de aluminio-silicio (ER4043 con aproximadamente un 5 por ciento de Si) en una aleación base 5xxx (que contiene 2–5 por ciento de Mg), el magnesio en la base reacciona con el silicio en el Metal de Aporte para formar un compuesto intermetálico frágil de Mg2Si en la línea de fusión. El intermetálico reduce drásticamente la ductilidad y la tenacidad y crea un modo de falla conocido a largo plazo bajo carga cíclica, de choque o a baja Temperatura.
La regla es simétrica: cualquier junta donde un lado sea una aleación 5xxx debe usar un Metal de Aporte que contenga magnesio (ER5356 por defecto, ER5183 o ER5556 según la Nota 3). Si ambos lados son 6xxx, ER4043 es correcto. Si un lado es 5xxx, ER5356 es correcto. Los profesionales a veces prueban ER4043 en una junta mixta 5xxx a 6xxx por el beneficio estético (cordón más suave, más fácil de alimentar) y descubren el modo de falla por fractura frágil meses o años después bajo carga de servicio. La falla no es sutil ni recuperable.
Soldaduras de fundido a forjado
Las aleaciones de fundición en D1.2 (354.0, A356.0, 357.0, A357.0, 359.0, 443.0, A444.0, 514.0, 535.0) siguen su propia lógica de selección de Metal de Aporte. Las juntas de forjado a fundición generalmente usan ER4043 porque la mayoría de las aleaciones fundidas son a base de aluminio-silicio y el Metal de Aporte coincide con la química base. La excepción son las aleaciones fundidas de alta resistencia 354.0 y C355.0, que la Tabla 4.2 especifica con ER4145 (un Metal de Aporte Al-Si con mayor contenido de Cu) para igualar la resistencia.
Las soldaduras de fundición a fundición en aleaciones de la serie 5xx.x (514.0, 535.0) utilizan metales de aporte 5xxx porque la química base es Al-Mg, no Al-Si. Se aplica la misma prohibición de intermetálicos de Mg2Si — no suelde una aleación fundida 5xx.x con ER4043. Consulte la matriz completa de la Tabla 4.2 de D1.2 para detalles específicos de aleaciones fundidas; esta página cubre las combinaciones forjadas de alta frecuencia.
La regla de 3% Mg / 150°F para temperatura a largo plazo
La Nota 4 de la Tabla 4.2 de D1.2 es una de las reglas más importantes y más pasadas por alto en la selección de Metal de Aporte de aluminio. El texto literal dice: "Las aleaciones Al-Mg que contienen más del 3% de Mg no deben usarse en aplicaciones donde se encuentren exposiciones a largo plazo por encima de 150°F."
El mecanismo es metalúrgico. Las aleaciones de aluminio-magnesio con más de aproximadamente 3 por ciento de magnesio experimentan una precipitación continua de Mg2Al3 (la fase beta) en los límites de grano cuando se mantienen por encima de aproximadamente 150°F (66°C). Durante semanas, meses o años de servicio, el precipitado en los límites de grano sensibiliza el Metal de Soldadura a la corrosión bajo tensión bajo carga de tracción — particularmente en atmósferas que contienen cloruro o marinas. La falla no aparece en el momento de la Soldadura o en las pruebas mecánicas estándar; aparece como fisuración después de un servicio prolongado.
La regla cubre tres de los cinco metales de aporte estructurales en esta página: ER5183 (Mg 4.3–5.2%), ER5356 (Mg 4.5–5.5%) y ER5556 (Mg 4.7–5.5%). NO cubre ER5554 (Mg 2.4–3.0%, en o por debajo del umbral del 3 por ciento) o ER4043 (Mg 0.05% Máximo, prácticamente cero). Implicaciones prácticas:
- Pressure vessels with continuous service above 150°F: use ER4043 or ER5554; do not use ER5183, ER5356, or ER5556.
- Hot-fluid piping (steam recovery, process heat, refinery): ER4043 default; ER5554 acceptable when base is 5454.
- Solar-thermal aluminum structures: peak surface temperatures can exceed 150°F sustained; check service envelope before specifying ER5356 or ER5183.
- Engine components, exhaust-adjacent structures: high-Mg fillers prohibited; ER4043 or qualified alternative.
- Short excursions above 150°F: not the trigger; sustained or long-term exposure is the rule.
La Nota 4 no prohíbe los metales de aporte Al-Mg en todas las aplicaciones de Temperatura elevada — prohíbe los metales de aporte con >3% de Mg solo en servicio a largo plazo. Definir "largo plazo" es parte del juicio de ingeniería, pero una lectura defendible es cualquier cosa más allá de unos pocos cientos de horas de operación por encima de 150°F. En caso de duda, use ER4043 (o ER5554 cuando coincida con la base 5454) o califique una alternativa según la Nota 5.
Nota 5 — selección de metal de aporte para requisitos específicos
La Nota 5 de la Tabla 4.2 de D1.2 reserva un camino para selecciones de Metal de Aporte no estándar dentro de la familia A5.10: "Existen aplicaciones donde requisitos específicos hacen necesaria la selección de aleaciones de Metal de Aporte distintas a las mostradas anteriormente." La Nota 5 es un reconocimiento de que la matriz de Metal de Aporte recomendado es un punto de partida, no una prescripción absoluta. Los casos comunes de la Nota 5 incluyen la coincidencia de color para trabajos arquitectónicos anodizados (ER5356 anodiza para coincidir con el color del Metal Base, mientras que ER4043 se oscurece, por lo que el trabajo anodizado 6xxx a veces usa ER5356 a pesar de que ER4043 es el valor predeterminado típico), la optimización del entorno de corrosión o aplicaciones de alta resistencia fuera del rango de sustitución de la Nota 3.
D1.2 no tiene un concepto de EPS precalificada — cada EPS bajo D1.2 debe ser calificada según la Cláusula 3 con un Registro de Calificación de Procedimiento. La selección de Metal de Aporte que se desvía de la Tabla 4.2 debe documentarse en la EPS y validarse a través de las mismas Pruebas Mecánicas de PQR requeridas para cualquier otra variación de procedimiento. La aprobación del ingeniero y la trazabilidad al Cumplimiento de A5.10 siguen siendo las puertas.
Errores comunes de selección
1. Usar ER4043 en una junta que contenga 5xxx. El modo de falla intermetálico frágil de Mg2Si es el error individual más común en la Soldadura de aluminio. Cada junta con una aleación 5xxx en cualquiera de los lados debe usar un Metal de Aporte que contenga magnesio.
2. Usar ER5356, ER5183 o ER5556 en una aplicación de servicio en caliente. La Nota 4 de la Tabla 4.2 prohíbe los metales de aporte Al-Mg con más de 3 por ciento de Mg para servicio a largo plazo por encima de 150°F. Los trabajos de recipientes a presión y tuberías de proceso con servicio continuo a Temperatura elevada deben usar ER4043 (o ER5554 cuando coincida con la base 5454).
3. Usar ER5356 por defecto para trabajos 6xxx a 6xxx. ER5356 está permitido en 6xxx (la Tabla 4.2 enumera 4043 o 5356) pero con mayor riesgo de fisuración en caliente y menor calidad de cordón que ER4043. Use ER4043 como el valor predeterminado para 6xxx a 6xxx a menos que haya una razón específica (Ensayo de Rotura de Soldadura en Ángulo cargado por cizallamiento, cosmética anodizada) para usar ER5356.
4. Usar ER5356 en 5083 a 5083 o 5456 a 5456 como elección principal. La Tabla 4.2 muestra ER5183 (o ER5556) como el Metal de Aporte principal para trabajos 5083/5456. La nota al pie a especifica ER5556 para 5456 consigo mismo. ER5356 está permitido solo como alternativa según la Nota 3, y produce menor resistencia en estas aleaciones base de alto Mg.
5. Tratar ER5554 como un Metal de Aporte Al-Mg de uso general. ER5554 tiene un nicho específico: Metal Base 5454 en servicio a Temperatura elevada. Su bajo contenido de magnesio (2.4–3.0%) lo mantiene por debajo del umbral de la Nota 4, pero produce una menor resistencia del Metal de Soldadura que ER5356 / ER5183 / ER5556 en otros trabajos 5xxx. No sustituya ER5554 por ER5356 en Soldadura general 5xxx.
Cuándo elegir cada metal de aporte — resumen de selección
La lógica de selección por familia de aleaciones, con el servicio a Temperatura elevada como anulación:
| Joint | Primary filler (Table 4.2) |
Note 3 alternate(s) | Long-term >150°F service |
|---|---|---|---|
| 5005, 5050 (low-Mg 5xxx) to itself | ER4043 or ER5356 (either per Note 1) | — | ER4043 (unaffected) |
| 5052, 5154, 5254 (medium-Mg 5xxx) | ER5356 | ER5183 or ER5556 | ER4043 or qualify |
| 5454 (elevated-temperature 5xxx) | ER5554 | ER5356 | ER5554 (designed for this) |
| 5086 (high-Mg 5xxx, grouped with 514.0/535.0) to itself | ER5356 | ER5183 or ER5556 (Note 3) | ER4043 or qualify under Note 5 |
| 5083 to itself | ER5183 or ER5556 | ER5356 (Note 3) | ER4043 or qualify under Note 5 |
| 5456 to itself | ER5556 (footnote a) | ER5183 or ER5356 | ER4043 or qualify |
| 6xxx-to-6xxx (6005, 6005A, 6061, 6063, 6082) | ER4043 or ER5356 (either acceptable per Note 1) | — | ER4043 (5356 not permitted long-term) |
| 5xxx-to-6xxx dissimilar | ER5356 | ER5183 | Qualify under Note 5 |
| Cast-to-wrought (Al-Si cast) | ER4043 | ER4145 (354.0, C355.0) | ER4043 (unaffected) |
Dos recordatorios de Cumplimiento. Primero, esta Tabla resume la lógica de selección de la Tabla 4.2; la Tabla 4.2 completa de D1.2 es la matriz autorizada y debe consultarse para combinaciones no mostradas aquí. Segundo, cada selección asume que el Metal de Aporte cumple con AWS A5.10/A5.10M según §4.4.1; D1.2 no tiene una ruta de EPS precalificada, por lo que todos los procedimientos, incluida la elección del Metal de Aporte, deben calificarse según la Clause 3.
Consejo para el examen CWI: La diferenciación química de A5.10 entre ER4043 (Al-Si) y los metales de aporte 5xxx (Al-Mg) es un patrón de preguntas de la Parte B y la Parte C. Memorice que ER4043 es el único Metal de Aporte Al-Si en servicio estructural A5.10, y que la Nota 4 prohíbe los metales de aporte Al-Mg con más de 3 por ciento de Mg para servicio a largo plazo por encima de 150°F — ER5554 (2.4–3.0% Mg) es el único Metal de Aporte Al-Mg que escapa a la regla. La prohibición de intermetálicos de Mg2Si en 5xxx con 4043 también es un tema frecuente del CWI.
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Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre ER4043 y ER5356?
ER4043 es un Metal de Aporte de aluminio-silicio con aproximadamente un 5 por ciento de silicio (Si 4.5 a 6.0 por ciento según la Tabla 1 de A5.10) y esencialmente cero magnesio (0.05 por ciento Máximo). ER5356 es un Metal de Aporte de aluminio-magnesio con aproximadamente un 5 por ciento de magnesio (Mg 4.5 a 5.5 por ciento). La química impulsa la aplicación: ER4043 tiene un rango de solidificación más bajo y una menor susceptibilidad a la fisuración en caliente, lo que lo convierte en la elección estándar para aleaciones base de la serie 6xxx (6061, 6063, 6082) que contienen magnesio y silicio. ER5356 tiene mayor resistencia y ductilidad del Metal de Soldadura, lo que lo convierte en la elección típica para aleaciones base de la serie 5xxx de magnesio medio y para juntas disímiles 5xxx a 6xxx. ER5356 también es la elección conservadora cuando una Soldadura de Filete debe pasar un Ensayo de Rotura de Filete que la carga a cizallamiento o flexión.
¿Qué metal de aporte debo usar para soldar 5083 a 6061?
ER5356 es la elección estándar para soldar 5083 (serie 5xxx, Al-Mg) a 6061 (serie 6xxx, Al-Mg-Si) según la Tabla 4.2 de D1.2. Nunca use ER4043 en una junta que contenga 5xxx. La razón es metalúrgica: cuando se utiliza un Metal de Aporte de aluminio-silicio (ER4043) en un Metal Base 5xxx, el magnesio en la base reacciona con el silicio en el Metal de Aporte para formar un compuesto intermetálico frágil de Mg2Si en la línea de fusión. Este intermetálico reduce drásticamente la ductilidad y la tenacidad y crea un modo de falla conocido a largo plazo bajo carga cíclica o de choque. ER5356 proporciona la química que contiene magnesio que coincide con el lado 5xxx y produce una Zona de Soldadura sólida y dúctil en ambos lados de la junta. Según la Nota 3 de la Tabla 4.2, ER5183 y ER5556 también son aceptables donde se muestre ER5356.
¿Puedo usar ER5356 para cada soldadura de aluminio?
No. ER5356 es ampliamente utilizado y es la elección correcta para muchas juntas, pero no es universal bajo D1.2. Tres casos específicos requieren algo diferente. Primero, las soldaduras 6xxx a 6xxx generalmente requieren ER4043 (la Tabla 4.2 enumera 4043 o 5356; ER4043 tiene menor susceptibilidad a la fisuración en caliente y produce perfiles de cordón más suaves que ER5356). Segundo, la regla de servicio a largo plazo de 150°F (Nota 4 de la Tabla 4.2 de D1.2) prohíbe los metales de aporte Al-Mg que contienen más del 3 por ciento de magnesio en aplicaciones con Temperaturas sostenidas por encima de ese umbral — esa prohibición cubre ER5183 (4.3-5.2% Mg), ER5356 (4.5-5.5% Mg) y ER5556 (4.7-5.5% Mg), pero NO cubre ER5554 (Mg 2.4-3.0%, en o por debajo del umbral del 3%) que está específicamente diseñado para servicio 5454 a Temperatura elevada. Tercero, soldar 5083 a 5083 o 5083 a 5456 requiere ER5183 o ER5556 (con ER5556 específicamente recomendado para 5456 consigo mismo según la nota al pie a de la Tabla 4.2) — ER5356 está permitido solo como alternativa según la Nota 3. Leer la Tabla 4.2 (o calificar una alternativa según la Nota 5) es más rápido que adivinar.
¿Cuándo debo usar ER5183 en lugar de ER5356?
La Tabla 4.2 de D1.2 muestra ER5183 (o ER5556) como el Metal de Aporte principal recomendado para las aleaciones 5xxx de alto magnesio 5083 y 5456 soldadas entre sí. Según la Nota 3 de la Tabla 4.2, ER5183 y ER5556 también son alternativas aceptables donde se muestre ER5356. ER5183 tiene un contenido de magnesio ligeramente más alto (4.3 a 5.2 por ciento) y notablemente más manganeso (0.50 a 1.0 por ciento) que ER5356 (Mg 4.5 a 5.5, Mn 0.05 a 0.20 por ciento). El mayor contenido de manganeso le da a ER5183 una mejor resistencia a la tracción y al cizallamiento, particularmente al soldar las aleaciones 5xxx de mayor resistencia. Use ER5183 cuando el Metal Base sea 5083, cuando necesite la Máxima resistencia de la junta en una aplicación estructural 5xxx, o en cualquier lugar donde se muestre ER5356 y desee la sustitución optimizada para la resistencia según la Nota 3 (5086 incluido — la Tabla 4.2 enumera ER5356 como primario para 5086, con ER5183 aceptable como alternativa según la Nota 3). Use ER5356 para trabajos 5xxx de Mg medio (5052, 5154/5254) y juntas disímiles 5xxx a 6xxx donde la resistencia estándar 5xxx sea suficiente y la simplicidad de almacenamiento sea importante.
What is the 3% Mg / 150°F long-term service rule?
La Nota 4 de la Tabla 4.2 de D1.2 dice textualmente: "Las aleaciones Al-Mg que contienen más del 3% de Mg no deben usarse en aplicaciones donde se encuentren exposiciones a largo plazo por encima de 150°F." La regla cubre los metales de aporte Al-Mg por encima del umbral del 3 por ciento de magnesio: ER5183 (4.3-5.2% Mg), ER5356 (4.5-5.5% Mg) y ER5556 (4.7-5.5% Mg). NO cubre ER5554 (Mg 2.4-3.0%, en o por debajo del umbral del 3%) — ER5554 está específicamente diseñado para ser utilizado en servicio 5454 a Temperatura elevada. ER4043 (un Metal de Aporte de aluminio-silicio con magnesio prácticamente nulo, 0.05% Máximo) tampoco se ve afectado por la Nota 4. El mecanismo es la precipitación sostenida de Mg2Al3 en los límites de grano por encima de aproximadamente 150°F, lo que sensibiliza el Metal de Soldadura con alto contenido de Mg a la corrosión bajo tensión bajo carga de tracción, particularmente en atmósferas que contienen cloruro o marinas. Implicación práctica: los recipientes a presión, las tuberías de fluidos calientes y cualquier componente de aluminio con servicio continuo por encima de 150°F deben usar ER4043, ER5554 (cuando la aleación base es 5454 y se necesita química con Mg), o calificar una alternativa según la Nota 5.
¿AWS D1.2 exige que use solo metales de aporte A5.10?
D1.2 §4.4.1 establece explícitamente que el Metal de Aporte debe cumplir con AWS A5.10/A5.10M, la Especificación para electrodos y varillas de Soldadura de aluminio y aleaciones de aluminio desnudas. Tenga en cuenta que D1.2 no tiene un concepto de EPS precalificada — cada EPS bajo D1.2 debe ser calificada según la Clause 3, y §4.4.1 ancla el requisito de Metal de Aporte universalmente en todos los procedimientos calificados. La Nota 5 de la Tabla 4.2 reserva un camino para aplicaciones donde requisitos específicos hacen necesaria la selección de aleaciones de Metal de Aporte distintas a las mostradas, pero ese camino se aplica a la selección dentro de la familia A5.10 en lugar de autorizar metales de aporte que no sean A5.10. ASME IX, AS/NZS 1554.5, EN ISO 18273 y otros regímenes de Código tienen sus propios anclajes de Especificación de Metal de Aporte que pueden superponerse con A5.10 pero no son intercambiables. Si está trabajando bajo D1.2, el Cumplimiento de A5.10/A5.10M es la regla.
¿Por qué se especifica ER5556 para la soldadura de 5456?
La nota al pie a de la Tabla 4.2 en D1.2 establece: "Se recomienda 5556 para soldar 5456 consigo mismo." La razón es la coincidencia de resistencia. El Metal Base 5456 es una de las aleaciones de aluminio-magnesio forjadas de mayor resistencia, con un contenido de magnesio de alrededor del 5 por ciento. ER5556 tiene el contenido de magnesio más cercano (4.7 a 5.5 por ciento) más manganeso elevado (0.50 a 1.0 por ciento), lo que le da al Metal de Soldadura Propiedades Mecánicas que se acercan a la resistencia recocida como soldado de la base 5456. La celda de la Tabla 4.2 para 5083/5456 a 5083/5456 muestra "5183, 5556" como la recomendación principal, y ER5356 está permitido solo como alternativa según la Nota 3. Para estructuras marinas, de transporte o a presión de alta resistencia fabricadas con 5456, ER5556 es la elección diseñada; para trabajos o reparaciones de 5456 de menor tensión, ER5183 o ER5356 pueden ser aceptables.