AWS D1.2 · §4.4.1 · भराव धातु Selection

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 मानक medium-Mg 5xxx and dissimilar-joint filler; reach for ER5183 when you need higher shear शक्ति on 5083-class structural work; reach for ER5556 when वेल्डिंग 5456 to itself (footnote a) or when matching the highest-strength 5xxx alloys.

एल्यूमीनियम में भराव धातु का चयन क्यों मायने रखता है

एल्यूमीनियम वेल्डिंग में स्टील वेल्डिंग की तुलना में कम प्रक्रिया विकल्प होते हैं (D1.2 GMAW, GTAW, PAW-VP, FSW, और स्टड वेल्डिंग को कवर करता है लेकिन SMAW को बाहर करता है), इसलिए भराव धातु का चयन धातुकर्म भार का अधिक वहन करता है। एल्यूमीनियम पर गलत भराव धातु तीन विफलता मोड में से एक का उत्पादन करता है जो बाद में, कभी-कभी वर्षों बाद दिखाई देते हैं: जमने के दौरान हॉट क्रैकिंग, संलयन रेखा पर भंगुर Mg₂Si इंटरमेटेलिक्स, या सेवा में निरंतर Mg₂Al₃ अवक्षेपण से तनाव संक्षारण क्रैकिंग।

D1.2 §4.4.1 anchors the choice: "Filler metal shall conform to AWS A5.10/A5.10M, विनिर्देश for Bare Aluminum and Aluminum Alloy Welding Electrodes and Rods. Table 4.2 lists filler alloys recommended for various आधार धातु 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 joint geometry — the exception being elevated-तापमान service, which overrides everything via Table 4.2 Note 4.

पांच संरचनात्मक भराव धातुएँ — रसायन विज्ञान आधार

A5.10 तालिका 1 वह रसायन विज्ञान देता है जो हर चयन निर्णय को संचालित करता है। Si बनाम Mg अक्ष ER4043 को 5xxx भराव धातु से अलग करता है; Mg-प्रतिशत अक्ष ER5554 (3% नोट 4 सीमा से नीचे) को इसके ऊपर के उच्च-Mg भराव धातु से अलग करता है।

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

रसायन विज्ञान से दो पैटर्न निकलते हैं। ER4043 एकमात्र Al-Si भराव धातु है — प्रभावी रूप से शून्य मैग्नीशियम, कम जमने की सीमा, कम हॉट-क्रैकिंग संवेदनशीलता, और नोट 4 दीर्घकालिक-तापमान निषेध के बाहर। चार Al-Mg भराव धातु (5183, 5356, 5554, 5556) सभी में 2.4 और 5.5 प्रतिशत के बीच मैग्नीशियम होता है, लेकिन केवल ER5554 Table 4.2 नोट 4 की 3 प्रतिशत सीमा पर या उससे नीचे बैठता है। ER5183, ER5356, और ER5556 सभी 3 प्रतिशत Mg से ऊपर हैं और इसलिए दीर्घकालिक-तापमान नियम द्वारा कवर किए गए हैं।

5xxx-से-5xxx वेल्ड — आधार धातु Mg सामग्री द्वारा चयन

5xxx परिवार एक विस्तृत मैग्नीशियम रेंज को कवर करता है, और Table 4.2 तदनुसार भराव धातु का चयन करता है। कम-Mg 5xxx मिश्र धातुओं (5005, 5050, लगभग 0.5–1.4% Mg) के लिए, Table 4.2 "4043, 5356" दिखाता है जिसमें नोट 1 पुष्टि करता है कि कोई भी स्वीकार्य है; ER4043 विशिष्ट डिफ़ॉल्ट है। मध्यम-Mg 5xxx मिश्र धातुओं (5052 लगभग 2.5% Mg, 5154/5254 लगभग 3.5%) के लिए, ER5356 मानक विकल्प है; 5454-से-स्वयं अपवाद है (ER5554 उच्च-तापमान 5454 सेवा के लिए इंजीनियर मैच है)। 5086 (लगभग 4% Mg) Table 4.2 के पंक्ति समूहन में कास्ट मिश्र धातुओं 514.0 और 535.0 के साथ बैठता है और ER5356 को प्राथमिक के रूप में लेता है, जिसमें ER5183 या ER5556 नोट 3 विकल्प के रूप में स्वीकार्य हैं। 5083/5456 पंक्ति एकमात्र 5xxx स्व-युग्म है जहां Table 4.2 ER5183 या ER5556 को प्राथमिक सिफारिश (5183, 5556a) के रूप में दिखाता है, जिसमें ER5356 नोट 3 के अनुसार स्वीकार्य है।

Table 4.2 नोट 3 प्रतिस्थापन को स्पष्ट करता है: "जब भी 5356 दिखाया गया है, 5183 या 5556 स्वीकार्य विकल्प हैं।" प्रतिस्थापन मनमाना नहीं है — ER5183 और ER5556 में ER5356 की तुलना में अधिक मैंगनीज (0.5–1.0 प्रतिशत) होता है, जो उच्च वेल्ड धातु तन्यता और कतरनी शक्ति में बदल जाता है।

"5083 संरचनात्मक वेल्ड पर महत्वपूर्ण कतरनी ले जाने वाले, ER5183 नियमित रूप से उसी प्रक्रिया के साथ ER5356 की तुलना में कतरनी शक्ति में 10 से 15 प्रतिशत अधिक परीक्षण करता है। लागत प्रीमियम छोटा है, धातुकर्म दंड कुछ भी नहीं है। हम 5083 पर 5183 को डिफ़ॉल्ट करते हैं जब तक कि 5356 का उपयोग करने का कोई स्टॉक कारण न हो।" — प्रैक्टिशनर नोट, AlcoTec / Hobart भराव धातु-चयन मार्गदर्शन, लिंकन इलेक्ट्रिक और ESAB के खिलाफ क्रॉस-पुष्टि की गई।

एक विशिष्ट मामले को Table 4.2 फुटनोट ए में कहा गया है: "5456 को स्वयं से वेल्डिंग करने के लिए 5556 की सिफारिश की जाती है।" आधार धातु 5456 उच्चतम-शक्ति वाला 5xxx संरचनात्मक मिश्र धातु है (लगभग 5 प्रतिशत Mg), और ER5556 रसायन विज्ञान से निकटता से मेल खाता है जबकि 0.5–1.0 प्रतिशत Mn वहन करता है। 5456 आधार पर ER5556 वेल्ड के यांत्रिक गुण ER5356 की तुलना में मूल के अस-वेल्डेड एनील्ड शक्ति के अधिक निकट पहुंचते हैं। उच्च-तनाव वाले समुद्री, परिवहन, या दबाव-संरचना 5456 कार्य के लिए, ER5556 इंजीनियर मैच है; ER5356 केवल नोट 3 विकल्प के रूप में अनुमत है।

विशेष रूप से 5454 के लिए, ER5554 इंजीनियर मैच है। ER5554 में कम मैग्नीशियम (2.4–3.0 प्रतिशत बनाम ER5356 पर 4.5–5.5 प्रतिशत) होता है, जिससे यह नोट 4 की 3 प्रतिशत Mg सीमा पर या उससे नीचे रहता है। यह ER5554 को एकमात्र Al-Mg भराव धातु बनाता है जो 5454 सेवा के लिए अनुमत रहता है जब दीर्घकालिक तापमान 150°F से अधिक हो सकता है।

6xxx-से-6xxx वेल्ड

अन्य 6xxx मिश्र धातुओं से 6xxx मिश्र धातुओं की वेल्डिंग के लिए — 6005, 6005A, 6061, Alclad 6061, 6063, 6082, 6351 — Table 4.2 "4043, 5356" सूचीबद्ध करता है जिसमें नोट 1 पुष्टि करता है कि कोई भी स्वीकार्य है। ER4043 विशिष्ट डिफ़ॉल्ट है। ER4043 में लगभग 5 प्रतिशत सिलिकॉन (A5.10 Table 1 के अनुसार Si 4.5–6.0 प्रतिशत) होता है, जो जमने की सीमा को कम करता है, हॉट-क्रैकिंग संवेदनशीलता को कम करता है, और 5xxx भराव धातु की तुलना में चिकनी बीड प्रोफाइल का उत्पादन करता है। धातुकर्म मैच अनुकूल है: 6xxx मिश्र धातुओं में मैग्नीशियम और सिलिकॉन होता है, और एक Al-Si भराव धातु अतिरिक्त मैग्नीशियम पेश नहीं करता है जो 6xxx जमने के मार्ग पर हॉट क्रैकिंग को बढ़ावा देगा।

ER5356 6xxx-से-6xxx वेल्ड पर सूचीबद्ध विकल्प है। व्यापार-बंद यांत्रिक है: ER5356 एक फ़िलेट वेल्ड पर उच्च कतरनी शक्ति का उत्पादन करता है लेकिन उच्च हॉट-क्रैकिंग जोखिम पर और उसी प्रवेश के लिए अधिक आर्क ताप के साथ। विकल्प इस बात पर निर्भर करता है कि वेल्ड क्या लोड हो गया है। एक 6061 फ़िलेट के लिए जिसे कतरनी या मोड़ के तहत एक ब्रेक टेस्ट पास करना होगा, ER5356 अधिक रूढ़िवादी ज्यामितीय विकल्प है — यह विफलता मोड को फ़िलेट थ्रोट से आधार धातु ताप प्रभावित क्षेत्र की ओर स्थानांतरित करता है। कम-कतरनी सेवा के तहत एक 6061 फ़िलेट के लिए या जहां बीड सौंदर्यशास्त्र मायने रखता है (वास्तुशिल्प, एनोडाइज्ड कार्य), ER4043 बेहतर डिफ़ॉल्ट है। ध्यान दें कि ER5356 Table 4.2 नोट 4 (3% Mg / 150°F दीर्घकालिक नियम) के अधीन है; ER4043 नहीं है।

6xxx मिश्र धातु वेल्डिंग के बाद ताप प्रभावित क्षेत्र में महत्वपूर्ण शक्ति हानि का अनुभव करते हैं, चाहे भराव धातु का कोई भी विकल्प हो। ताप प्रभावित क्षेत्र एनील्ड स्थिति की ओर लौटता है (आमतौर पर T6 यील्ड स्ट्रेंथ का 40–50 प्रतिशत नुकसान), और वह अस-वेल्डेड ताप प्रभावित क्षेत्र शक्ति जोड़ की डिजाइन क्षमता को नियंत्रित करती है। भराव धातु का चयन थ्रोट शक्ति को स्थानांतरित करता है लेकिन ताप प्रभावित क्षेत्र शक्ति को पुनर्प्राप्त नहीं करता है — केवल पोस्ट-वेल्ड समाधान ताप उपचार और कृत्रिम उम्र बढ़ने ही ऐसा कर सकते हैं, और यह गढ़े हुए संरचनाओं के लिए शायद ही कभी व्यावहारिक होता है।

5xxx-से-6xxx भिन्न वेल्ड

किसी भी 5xxx-से-6xxx भिन्न जोड़ के लिए — उदाहरण के लिए 5083 से 6061, या 5086 से 6063 — D1.2 Table 4.2 के तहत ER5356 अनुशंसित भराव धातु है। 5xxx-युक्त जोड़ पर कभी भी ER4043 का उपयोग न करें। धातुकर्म कारण अच्छी तरह से प्रलेखित है: जब एक एल्यूमीनियम-सिलिकॉन भराव धातु (लगभग 5 प्रतिशत Si के साथ ER4043) का उपयोग 5xxx आधार मिश्र धातु (2–5 प्रतिशत Mg युक्त) पर किया जाता है, तो आधार में मैग्नीशियम भराव धातु में सिलिकॉन के साथ प्रतिक्रिया करके संलयन रेखा पर एक भंगुर Mg₂Si इंटरमेटेलिक यौगिक बनाता है। इंटरमेटेलिक नमनीयता और कठोरता को तेजी से कम करता है और चक्रीय, झटके, या कम-तापमान लोडिंग के तहत एक ज्ञात दीर्घकालिक विफलता मोड बनाता है।

नियम सममित है: कोई भी जोड़ जहां एक तरफ 5xxx मिश्र धातु है, उसमें मैग्नीशियम-युक्त भराव धातु का उपयोग करना चाहिए (ER5356 डिफ़ॉल्ट, नोट 3 के अनुसार ER5183 या ER5556)। यदि दोनों तरफ 6xxx हैं, तो ER4043 सही है। यदि एक तरफ 5xxx है, तो ER5356 सही है। प्रैक्टिशनर कभी-कभी मिश्रित 5xxx-से-6xxx जोड़ पर कॉस्मेटिक लाभ (चिकनी बीड, खिलाने में आसान) के लिए ER4043 का प्रयास करते हैं और सेवा लोड के तहत महीनों या वर्षों बाद भंगुर-फ्रैक्चर विफलता मोड का पता लगाते हैं। विफलता सूक्ष्म नहीं है और पुनर्प्राप्त करने योग्य नहीं है।

कास्ट-से-रॉट वेल्ड

D1.2 में कास्टिंग मिश्र धातु (354.0, A356.0, 357.0, A357.0, 359.0, 443.0, A444.0, 514.0, 535.0) अपने स्वयं के भराव धातु-चयन तर्क का पालन करते हैं। रॉट-से-कास्ट जोड़ आमतौर पर ER4043 का उपयोग करते हैं क्योंकि अधिकांश कास्ट मिश्र धातु एल्यूमीनियम-सिलिकॉन आधारित होते हैं और भराव धातु आधार रसायन विज्ञान से मेल खाती है। अपवाद उच्च-शक्ति वाले कास्ट मिश्र धातु 354.0 और C355.0 हैं, जिन्हें Table 4.2 शक्ति से मिलान के लिए ER4145 (एक उच्च-Cu Al-Si भराव धातु) के साथ निर्दिष्ट करता है।

5xx.x श्रृंखला मिश्र धातुओं (514.0, 535.0) में कास्ट-से-कास्ट वेल्ड 5xxx भराव धातु का उपयोग करते हैं क्योंकि आधार रसायन विज्ञान Al-Mg है, न कि Al-Si। वही Mg₂Si इंटरमेटेलिक निषेध लागू होता है — ER4043 के साथ 5xx.x कास्ट मिश्र धातु को वेल्ड न करें। कास्ट-मिश्र धातु विशिष्टताओं के लिए पूर्ण D1.2 Table 4.2 मैट्रिक्स देखें; यह पृष्ठ उच्च-आवृत्ति रॉट संयोजनों को कवर करता है।

3% Mg / 150°F दीर्घकालिक तापमान नियम

D1.2 Table 4.2 नोट 4 एल्यूमीनियम भराव धातु चयन में सबसे महत्वपूर्ण और सबसे अनदेखी नियमों में से एक है। यथावत पाठ पढ़ता है: "3% Mg से अधिक वाले Al-Mg मिश्र धातुओं का उपयोग उन अनुप्रयोगों में नहीं किया जाना चाहिए जहां 150°F से ऊपर दीर्घकालिक एक्सपोजर का सामना करना पड़ता है।"

तंत्र धातुकर्म है। लगभग 3 प्रतिशत से अधिक मैग्नीशियम वाले एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातु लगभग 150°F (66°C) से ऊपर बनाए रखने पर अनाज की सीमाओं पर Mg₂Al₃ (बीटा चरण) का निरंतर अवक्षेपण अनुभव करते हैं। हफ्तों, महीनों या वर्षों की सेवा के दौरान, अनाज-सीमा अवक्षेपण वेल्ड धातु को तन्यता लोडिंग के तहत तनाव संक्षारण क्रैकिंग के प्रति संवेदनशील बनाता है — विशेष रूप से क्लोराइड-युक्त या समुद्री वातावरण में। विफलता वेल्डिंग के समय या मानक यांत्रिक परीक्षण में दिखाई नहीं देती है; यह विस्तारित सेवा के बाद क्रैकिंग के रूप में दिखाई देती है।

यह नियम इस पृष्ठ पर पांच संरचनात्मक भराव धातु में से तीन को कवर करता है: ER5183 (Mg 4.3–5.2%), ER5356 (Mg 4.5–5.5%), और ER5556 (Mg 4.7–5.5%)। यह ER5554 (Mg 2.4–3.0%, 3 प्रतिशत सीमा पर या उससे नीचे) या ER4043 (Mg 0.05% अधिकतम, प्रभावी रूप से शून्य) को कवर नहीं करता है। व्यावहारिक निहितार्थ:

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.

नोट 4 हर उच्च-तापमान अनुप्रयोग पर Al-Mg भराव धातु को प्रतिबंधित नहीं करता है — यह केवल दीर्घकालिक सेवा पर >3% Mg भराव धातु को प्रतिबंधित करता है। "दीर्घकालिक" को परिभाषित करना इंजीनियरिंग निर्णय का हिस्सा है, लेकिन एक बचाव योग्य व्याख्या 150°F से ऊपर कुछ सौ परिचालन घंटों से अधिक कुछ भी है। यदि संदेह हो, तो ER4043 (या 5454 आधार से मिलान करते समय ER5554) का उपयोग करें या नोट 5 के तहत एक विकल्प को योग्य बनाएं।

नोट 5 — विशिष्ट-आवश्यकता भराव धातु चयन

D1.2 Table 4.2 नोट 5 A5.10 परिवार के भीतर गैर-मानक भराव धातु चयन के लिए एक मार्ग आरक्षित करता है: "ऐसे अनुप्रयोग हैं जहां विशिष्ट आवश्यकताओं के कारण ऊपर दिखाए गए लोगों के अलावा अन्य भराव धातु मिश्र धातुओं का चयन आवश्यक हो जाता है।" नोट 5 एक स्वीकृति है कि अनुशंसित-भराव धातु मैट्रिक्स एक प्रारंभिक बिंदु है, एक पूर्ण नुस्खा नहीं। सामान्य नोट 5 मामलों में एनोडाइज्ड वास्तुशिल्प कार्य के लिए रंग-मिलान शामिल है (ER5356 आधार धातु के रंग से मेल खाने के लिए एनोडाइज करता है जबकि ER4043 गहरा हो जाता है, इसलिए 6xxx एनोडाइज्ड कार्य कभी-कभी ER5356 का उपयोग करता है, भले ही ER4043 विशिष्ट डिफ़ॉल्ट हो), संक्षारण-वातावरण अनुकूलन, या नोट 3 प्रतिस्थापन सीमा के बाहर उच्च-शक्ति अनुप्रयोग।

D1.2 में कोई प्रीक्वालिफाइड WPS अवधारणा नहीं है — D1.2 के तहत हर WPS को खंड 3 के अनुसार एक प्रक्रिया योग्यता अभिलेख के साथ योग्य होना चाहिए। Table 4.2 से विचलित होने वाला भराव धातु-चयन WPS में प्रलेखित होना चाहिए और किसी भी अन्य प्रक्रिया भिन्नता के लिए आवश्यक समान PQR यांत्रिक परीक्षण के माध्यम से मान्य होना चाहिए। इंजीनियर की स्वीकृति और A5.10 अनुरूपता के लिए पता लगाने की क्षमता द्वार बनी हुई है।

सामान्य चयन त्रुटियाँ

1. 5xxx-युक्त जोड़ पर ER4043 का उपयोग करना। भंगुर Mg₂Si इंटरमेटेलिक विफलता मोड एल्यूमीनियम वेल्डिंग पर सबसे आम एकल गलती है। किसी भी तरफ 5xxx मिश्र धातु वाले हर जोड़ में मैग्नीशियम-युक्त भराव धातु का उपयोग करना चाहिए।

2. गर्म-सेवा अनुप्रयोग पर ER5356, ER5183, या ER5556 का उपयोग करना। Table 4.2 नोट 4, 150°F से ऊपर दीर्घकालिक सेवा के लिए 3 प्रतिशत Mg से ऊपर Al-Mg भराव धातु को प्रतिबंधित करता है। निरंतर उच्च-तापमान सेवा वाले दबाव-पात्र और प्रक्रिया-पाइपिंग कार्य में ER4043 (या 5454 आधार से मिलान करते समय ER5554) का उपयोग करना चाहिए।

3. 6xxx-से-6xxx कार्य के लिए ER5356 को डिफ़ॉल्ट करना। ER5356 6xxx पर अनुमत है (Table 4.2 या तो 4043 या 5356 सूचीबद्ध करता है) लेकिन ER4043 की तुलना में उच्च हॉट-क्रैकिंग जोखिम और कम बीड गुणवत्ता पर। 6xxx-से-6xxx डिफ़ॉल्ट के रूप में ER4043 का उपयोग करें जब तक कि ER5356 का उपयोग करने का कोई विशिष्ट कारण न हो (कतरनी-लोड हो गया फ़िलेट ब्रेक टेस्ट, एनोडाइज्ड कॉस्मेटिक)।

4. 5083-से-5083 या 5456-से-5456 पर ER5356 को प्राथमिक विकल्प के रूप में उपयोग करना। Table 4.2 5083/5456 कार्य के लिए ER5183 (या ER5556) को प्राथमिक भराव धातु के रूप में दिखाता है। फुटनोट ए 5456-से-स्वयं के लिए ER5556 निर्दिष्ट करता है। ER5356 केवल नोट 3 विकल्प के रूप में अनुमत है, और इन उच्च-Mg आधार मिश्र धातुओं पर कम शक्ति का उत्पादन करता है।

5. ER5554 को एक सामान्य-उद्देश्य Al-Mg भराव धातु के रूप में मानना। ER5554 का एक विशिष्ट स्थान है: उच्च-तापमान सेवा में 5454 आधार धातु। इसका कम मैग्नीशियम (2.4–3.0%) इसे नोट 4 सीमा से नीचे रखता है लेकिन अन्य 5xxx कार्य पर ER5356 / ER5183 / ER5556 की तुलना में कम वेल्ड धातु शक्ति का उत्पादन करता है। सामान्य 5xxx वेल्डिंग पर ER5554 को ER5356 के लिए प्रतिस्थापित न करें।

प्रत्येक भराव धातु का चयन कब करें — चयन सारांश

मिश्र धातु परिवार द्वारा चयन तर्क, उच्च-तापमान सेवा के साथ एक ओवरराइड के रूप में:

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)

दो अनुपालन अनुस्मारक। पहला, यह तालिका Table 4.2 चयन तर्क का सारांश प्रस्तुत करती है; पूर्ण D1.2 Table 4.2 आधिकारिक मैट्रिक्स है और यहां नहीं दिखाए गए संयोजनों के लिए परामर्श किया जाना चाहिए। दूसरा, हर चयन मानता है कि भराव धातु §4.4.1 के अनुसार AWS A5.10/A5.10M के अनुरूप है; D1.2 में कोई प्रीक्वालिफाइड WPS पथ नहीं है, इसलिए भराव धातु के चयन सहित सभी प्रक्रियाओं को Clause 3 के तहत योग्य होना चाहिए।

CWI परीक्षा युक्ति: ER4043 (Al-Si) और 5xxx भराव धातु (Al-Mg) के बीच A5.10 रसायन विज्ञान का अंतर एक भाग B और भाग C प्रश्न पैटर्न है। याद रखें कि ER4043 A5.10 संरचनात्मक सेवा में एकमात्र Al-Si भराव धातु है, और नोट 4, 150°F से ऊपर दीर्घकालिक सेवा के लिए 3 प्रतिशत Mg से ऊपर Al-Mg भराव धातु को प्रतिबंधित करता है — ER5554 (2.4–3.0% Mg) एकमात्र Al-Mg भराव धातु है जो नियम से बचता है। 5xxx-के-साथ-4043 पर Mg₂Si इंटरमेटेलिक निषेध भी एक लगातार CWI आइटम है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

ER4043 और ER5356 में क्या अंतर है?

ER4043 एक एल्यूमीनियम-सिलिकॉन भराव धातु है जिसमें लगभग 5 प्रतिशत सिलिकॉन (A5.10 Table 1 के अनुसार Si 4.5 से 6.0 प्रतिशत) और अनिवार्य रूप से शून्य मैग्नीशियम (0.05 प्रतिशत अधिकतम) होता है। ER5356 एक एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम भराव धातु है जिसमें लगभग 5 प्रतिशत मैग्नीशियम (Mg 4.5 से 5.5 प्रतिशत) होता है। रसायन विज्ञान अनुप्रयोग को संचालित करता है: ER4043 में कम जमने की सीमा और कम हॉट-क्रैकिंग संवेदनशीलता होती है, जिससे यह 6xxx-श्रृंखला आधार मिश्र धातुओं (6061, 6063, 6082) के लिए मानक विकल्प बन जाता है जिनमें मैग्नीशियम और सिलिकॉन होता है। ER5356 में उच्च वेल्ड धातु शक्ति और नमनीयता होती है, जिससे यह मध्यम-मैग्नीशियम 5xxx-श्रृंखला आधार मिश्र धातुओं और 5xxx-से-6xxx भिन्न जोड़ों के लिए विशिष्ट विकल्प बन जाता है। ER5356 भी रूढ़िवादी विकल्प है जब एक फ़िलेट वेल्ड को एक ब्रेक टेस्ट पास करना होता है जो इसे कतरनी या मोड़ में लोड हो गया करता है।

5083 को 6061 से वेल्डिंग करने के लिए मुझे कौन सी भराव धातु का उपयोग करना चाहिए?

D1.2 Table 4.2 के अनुसार 5083 (5xxx श्रृंखला, Al-Mg) को 6061 (6xxx श्रृंखला, Al-Mg-Si) से वेल्डिंग करने के लिए ER5356 मानक विकल्प है। 5xxx-युक्त जोड़ पर कभी भी ER4043 का उपयोग न करें। इसका कारण धातुकर्म है: जब एक एल्यूमीनियम-सिलिकॉन भराव धातु (ER4043) का उपयोग 5xxx आधार धातु पर किया जाता है, तो आधार में मैग्नीशियम भराव धातु में सिलिकॉन के साथ प्रतिक्रिया करके संलयन रेखा पर एक भंगुर Mg2Si इंटरमेटेलिक यौगिक बनाता है। यह इंटरमेटेलिक नमनीयता और कठोरता को तेजी से कम करता है और चक्रीय या झटके लोडिंग के तहत एक ज्ञात दीर्घकालिक विफलता मोड बनाता है। ER5356 मैग्नीशियम-युक्त रसायन विज्ञान प्रदान करता है जो 5xxx पक्ष से मेल खाता है और जोड़ के दोनों किनारों पर एक ठोस, नमनीय वेल्ड क्षेत्र का उत्पादन करता है। Table 4.2 नोट 3 के अनुसार, ER5183 और ER5556 भी स्वीकार्य हैं जहां भी ER5356 दिखाया गया है।

क्या मैं हर एल्यूमीनियम वेल्ड के लिए केवल ER5356 का उपयोग कर सकता हूँ?

नहीं। ER5356 का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और कई जोड़ों के लिए सही विकल्प है, लेकिन यह D1.2 के तहत सार्वभौमिक नहीं है। तीन विशिष्ट मामलों में कुछ अलग की आवश्यकता होती है। पहला, 6xxx-से-6xxx वेल्ड आमतौर पर ER4043 के लिए कहते हैं (Table 4.2 या तो 4043 या 5356 सूचीबद्ध करता है; ER4043 में कम हॉट-क्रैकिंग संवेदनशीलता होती है और ER5356 की तुलना में चिकनी बीड प्रोफाइल का उत्पादन करता है)। दूसरा, 150°F दीर्घकालिक सेवा नियम (D1.2 Table 4.2 नोट 4) उन अनुप्रयोगों में 3 प्रतिशत से अधिक मैग्नीशियम वाले Al-Mg भराव धातु को प्रतिबंधित करता है जिनमें उस सीमा से ऊपर निरंतर तापमान होता है — यह निषेध ER5183 (4.3-5.2% Mg), ER5356 (4.5-5.5% Mg), और ER5556 (4.7-5.5% Mg) को कवर करता है, लेकिन ER5554 (Mg 2.4-3.0%, 3% सीमा पर या उससे नीचे) को कवर नहीं करता है जिसे विशेष रूप से उच्च-तापमान 5454 सेवा के लिए डिज़ाइन किया गया है। तीसरा, 5083 को 5083 से या 5083 को 5456 से वेल्डिंग करने के लिए ER5183 या ER5556 की आवश्यकता होती है (Table 4.2 फुटनोट ए के अनुसार 5456-से-स्वयं के लिए ER5556 विशेष रूप से अनुशंसित है) — ER5356 केवल नोट 3 विकल्प के रूप में अनुमत है। Table 4.2 पढ़ना (या नोट 5 के तहत एक विकल्प को योग्य बनाना) अनुमान लगाने से तेज है।

मुझे ER5356 के बजाय ER5183 का उपयोग कब करना चाहिए?

D1.2 Table 4.2 उच्च-मैग्नीशियम 5xxx मिश्र धातुओं 5083 और 5456 को स्वयं से वेल्डेड करने के लिए ER5183 (या ER5556) को प्राथमिक अनुशंसित भराव धातु के रूप में दिखाता है। Table 4.2 नोट 3 के अनुसार, ER5183 और ER5556 भी स्वीकार्य विकल्प हैं जहां भी ER5356 दिखाया गया है। ER5183 में ER5356 (Mg 4.5 से 5.5, Mn 0.05 से 0.20 प्रतिशत) की तुलना में थोड़ा अधिक मैग्नीशियम सामग्री (4.3 से 5.2 प्रतिशत) और विशेष रूप से अधिक मैंगनीज (0.50 से 1.0 प्रतिशत) होता है। उच्च मैंगनीज ER5183 को बेहतर तन्यता और कतरनी शक्ति देता है, खासकर उच्च-शक्ति वाले 5xxx मिश्र धातुओं को वेल्डिंग करते समय। ER5183 का उपयोग तब करें जब आधार धातु 5083 हो, जब आपको 5xxx संरचनात्मक अनुप्रयोग पर अधिकतम जोड़ शक्ति की आवश्यकता हो, या कहीं भी ER5356 दिखाया गया हो और आप नोट 3 के तहत शक्ति-अनुकूलित प्रतिस्थापन चाहते हों (5086 शामिल है — Table 4.2 5086 के लिए ER5356 को प्राथमिक के रूप में सूचीबद्ध करता है, जिसमें ER5183 नोट 3 विकल्प के रूप में स्वीकार्य है)। मध्यम-Mg 5xxx कार्य (5052, 5154/5254) और भिन्न 5xxx-से-6xxx जोड़ों के लिए ER5356 का उपयोग करें जहां मानक 5xxx शक्ति पर्याप्त है और स्टॉक करने की सरलता मायने रखती है।

What is the 3% Mg / 150°F long-term service rule?

D1.2 Table 4.2 नोट 4 यथावत पढ़ता है: "3% Mg से अधिक वाले Al-Mg मिश्र धातुओं का उपयोग उन अनुप्रयोगों में नहीं किया जाना चाहिए जहां 150°F से ऊपर दीर्घकालिक एक्सपोजर का सामना करना पड़ता है।" यह नियम 3 प्रतिशत मैग्नीशियम सीमा से ऊपर Al-Mg भराव धातु को कवर करता है: ER5183 (4.3-5.2% Mg), ER5356 (4.5-5.5% Mg), और ER5556 (4.7-5.5% Mg)। यह ER5554 (Mg 2.4-3.0%, 3% सीमा पर या उससे नीचे) को कवर नहीं करता है — ER5554 को विशेष रूप से उच्च-तापमान 5454 सेवा में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ER4043 (प्रभावी रूप से शून्य मैग्नीशियम, 0.05% अधिकतम के साथ एक एल्यूमीनियम-सिलिकॉन भराव धातु) भी नोट 4 से अप्रभावित है। तंत्र लगभग 150°F से ऊपर अनाज की सीमाओं पर निरंतर Mg2Al3 अवक्षेपण है, जो उच्च-Mg वेल्ड धातु को तन्यता लोडिंग के तहत तनाव संक्षारण क्रैकिंग के प्रति संवेदनशील बनाता है, विशेष रूप से क्लोराइड-युक्त या समुद्री वातावरण में। व्यावहारिक निहितार्थ: दबाव पात्र, गर्म-तरल पाइपिंग, और 150°F से ऊपर निरंतर सेवा वाले किसी भी एल्यूमीनियम घटक को ER4043, ER5554 (जब आधार मिश्र धातु 5454 हो और Mg-युक्त रसायन विज्ञान की आवश्यकता हो), या नोट 5 के तहत एक विकल्प को योग्य बनाना चाहिए।

क्या AWS D1.2 के लिए मुझे केवल A5.10 भराव धातु का उपयोग करना आवश्यक है?

D1.2 §4.4.1 स्पष्ट रूप से बताता है कि भराव धातु AWS A5.10/A5.10M, बेयर एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम-मिश्र धातु वेल्डिंग इलेक्ट्रोड और रॉड के लिए विनिर्देश के अनुरूप होगी। ध्यान दें कि D1.2 में कोई प्रीक्वालिफाइड WPS अवधारणा नहीं है — D1.2 के तहत हर WPS को Clause 3 के अनुसार योग्य होना चाहिए, और §4.4.1 सभी योग्य प्रक्रियाओं में भराव धातु की आवश्यकता को सार्वभौमिक रूप से आधार बनाता है। Table 4.2 नोट 5 उन अनुप्रयोगों के लिए एक मार्ग आरक्षित करता है जहां विशिष्ट आवश्यकताओं के कारण दिखाए गए लोगों के अलावा अन्य भराव धातु मिश्र धातुओं का चयन आवश्यक हो जाता है, लेकिन वह मार्ग A5.10 परिवार के भीतर से चयन करने पर लागू होता है न कि गैर-A5.10 भराव धातु को अधिकृत करने पर। ASME IX, AS/NZS 1554.5, EN ISO 18273, और अन्य संहिता शासन के अपने भराव धातु-विनिर्देश एंकर होते हैं जो A5.10 के साथ ओवरलैप हो सकते हैं लेकिन विनिमेय नहीं हैं। यदि आप D1.2 के तहत काम कर रहे हैं, तो A5.10/A5.10M अनुरूपता नियम है।

5456 की वेल्डिंग के लिए ER5556 को विशेष रूप से क्यों कहा गया है?

D1.2 में Table 4.2 फुटनोट ए बताता है: "5456 को स्वयं से वेल्डिंग करने के लिए 5556 की सिफारिश की जाती है।" इसका कारण शक्ति का मिलान है। आधार धातु 5456 उच्चतम-शक्ति वाले रॉट एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं में से एक है, जिसमें मैग्नीशियम सामग्री लगभग 5 प्रतिशत होती है। ER5556 में सबसे निकटतम मैग्नीशियम सामग्री (4.7 से 5.5 प्रतिशत) के साथ-साथ उच्च मैंगनीज (0.50 से 1.0 प्रतिशत) होता है, जिससे वेल्ड धातु को यांत्रिक गुण मिलते हैं जो 5456 आधार की अस-वेल्डेड एनील्ड शक्ति के करीब पहुंचते हैं। 5083/5456 से 5083/5456 के लिए Table 4.2 सेल "5183, 5556" को प्राथमिक सिफारिश के रूप में दिखाता है, और ER5356 केवल नोट 3 विकल्प के रूप में अनुमत है। 5456 से निर्मित उच्च-शक्ति वाले समुद्री, परिवहन, या दबाव संरचनाओं के लिए, ER5556 इंजीनियर विकल्प है; कम-तनाव वाले 5456 कार्य या मरम्मत के लिए, ER5183 या ER5356 स्वीकार्य हो सकते हैं।