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 표준 medium-Mg 5xxx and dissimilar-joint filler; reach for ER5183 when you need higher shear 강도 on 5083-class structural work; reach for ER5556 when 용접 5456 to itself (footnote a) or when matching the highest-strength 5xxx alloys.
알루미늄 용접에서 용가재 선택이 중요한 이유
알루미늄 용접은 강철 용접보다 공정 선택지가 적으므로 (D1.2는 GMAW, GTAW, PAW-VP, FSW 및 스터드 용접을 다루지만 SMAW는 제외), 용가재 선택이 야금학적 부하를 더 많이 부담합니다. 알루미늄에 잘못된 용가재를 사용하면 나중에, 때로는 몇 년 후에 나타나는 세 가지 실패 모드 중 하나가 발생합니다: 응고 중 열간 균열, 융합선에서의 취성 Mg2Si 금속간 화합물, 또는 서비스 중 지속적인 Mg2Al3 석출로 인한 응력 부식 균열.
D1.2 §4.4.1 anchors the choice: "Filler metal shall conform to AWS A5.10/A5.10M, 사양 for Bare Aluminum and Aluminum Alloy Welding Electrodes and Rods. Table 4.2 lists filler alloys recommended for various 모재 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-온도 service, which overrides everything via Table 4.2 Note 4.
5가지 구조 용가재 — 화학적 기준
A5.10 표 1은 모든 선택 결정을 좌우하는 화학적 조성을 제공합니다. Si 대 Mg 축은 ER4043을 5xxx 용가재와 분리합니다; Mg-퍼센트 축은 ER5554 (3% 주 4 임계값 미만)를 그 위의 고-Mg 용가재와 분리합니다.
| 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 |
화학적 조성에서 두 가지 패턴이 나타납니다. ER4043은 유일한 Al-Si 용가재이며 — 사실상 마그네슘이 없고, 낮은 응고 범위, 낮은 열간 균열 민감도를 가지며, 주 4의 장기-온도 금지 조항에 해당되지 않습니다. 네 가지 Al-Mg 용가재 (5183, 5356, 5554, 5556)는 모두 2.4에서 5.5퍼센트 사이의 마그네슘을 함유하지만, ER5554만이 Table 4.2 주 4의 3퍼센트 임계값 이하에 있습니다. ER5183, ER5356 및 ER5556은 모두 3퍼센트 Mg 이상이므로 장기-온도 조항의 적용을 받습니다.
5xxx-대-5xxx 용접 — 모재 Mg 함량에 따른 선택
5xxx 계열은 넓은 마그네슘 범위를 가지며, Table 4.2는 그에 따라 용가재를 선택합니다. 저-Mg 5xxx 합금 (5005, 5050, 약 0.5–1.4% Mg)의 경우, Table 4.2는 "4043, 5356"을 표시하며 주 1은 둘 다 허용 가능함을 확인합니다; ER4043이 일반적인 기본값입니다. 중간-Mg 5xxx 합금 (5052 약 2.5% Mg, 5154/5254 약 3.5%)의 경우, ER5356이 표준 선택입니다; 5454 자체 용접은 예외입니다 (ER5554는 고온 5454 서비스에 대한 엔지니어링된 일치 용가재입니다). 5086 (약 4% Mg)은 Table 4.2의 행 그룹화에서 주조 합금 514.0 및 535.0과 함께 있으며, ER5356을 기본으로 하고 ER5183 또는 ER5556을 주 3 대체 용가재로 허용합니다. 5083/5456 행은 Table 4.2가 ER5183 또는 ER5556을 기본 권장 사항으로 표시하는 유일한 5xxx 자체 쌍이며 (5183, 5556a), ER5356은 주 3에 따라 허용됩니다.
Table 4.2 주 3은 대체를 명시합니다: "5356이 표시된 경우, 5183 또는 5556은 허용 가능한 대체 용가재입니다." 이 대체는 임의적이지 않습니다 — ER5183 및 ER5556은 ER5356보다 높은 망간 (0.5–1.0 퍼센트)을 함유하며, 이는 더 높은 용접 금속 인장 및 전단 강도로 이어집니다.
"상당한 전단 하중을 받는 5083 구조 용접에서 ER5183은 동일한 절차로 ER5356보다 전단 강도에서 10~15% 더 높은 테스트 결과를 보입니다. 비용 프리미엄은 작고, 야금학적 불이익은 없습니다. 5356을 사용해야 할 재고 이유가 없는 한 5083에는 5183을 기본으로 사용합니다." — 실무자 의견, AlcoTec / Hobart 용가재 선택 지침, Lincoln Electric 및 ESAB와 교차 확인.
Table 4.2 각주 a에 한 가지 특정 사례가 언급되어 있습니다: "5556은 5456을 자체 용접하는 데 권장됩니다." 모재 5456은 최고 강도 5xxx 구조 합금 (약 5% Mg)이며, ER5556은 0.5–1.0% Mn을 함유하면서 화학적 조성이 밀접하게 일치합니다. 5456 모재에 ER5556 용접 금속의 기계적 특성은 ER5356보다 모재의 용접 상태 어닐링 강도에 더 가깝게 도달합니다. 고응력 해양, 운송 또는 압력 구조 5456 작업의 경우 ER5556이 엔지니어링된 일치 용가재이며; ER5356은 주 3 대체 용가재로만 허용됩니다.
특히 5454의 경우, ER5554가 엔지니어링된 일치 용가재입니다. ER5554는 낮은 마그네슘 (ER5356의 4.5–5.5%에 비해 2.4–3.0%)을 함유하여 주 4의 3% Mg 임계값 이하를 유지합니다. 이로 인해 ER5554는 장기 온도가 150°F를 초과할 수 있는 5454 서비스에 허용되는 유일한 Al-Mg 용가재가 됩니다.
6xxx-대-6xxx 용접
6xxx 합금을 다른 6xxx 합금에 용접할 때 — 6005, 6005A, 6061, Alclad 6061, 6063, 6082, 6351 — Table 4.2는 "4043, 5356"을 나열하며 주 1은 둘 다 허용 가능함을 확인합니다. ER4043이 일반적인 기본값입니다. ER4043은 약 5%의 실리콘 (A5.10 Table 1에 따라 Si 4.5–6.0%)을 함유하여 응고 범위를 낮추고, 열간 균열 민감도를 줄이며, 5xxx 용가재보다 더 매끄러운 비드 프로파일을 생성합니다. 야금학적 일치는 유리합니다: 6xxx 합금은 마그네슘과 실리콘을 함유하며, Al-Si 용가재는 6xxx 응고 경로에서 열간 균열을 촉진할 추가 마그네슘을 도입하지 않습니다.
ER5356은 6xxx-대-6xxx 용접에 대한 대체 용가재로 나열되어 있습니다. 절충점은 기계적 특성입니다: ER5356은 필릿 용접에서 더 높은 전단 강도를 생성하지만, 더 높은 열간 균열 위험과 동일한 침투를 위한 더 많은 아크 열을 수반합니다. 선택은 용접이 로드됨 방식에 따라 달라집니다. 전단 또는 굽힘 하에서 파단 테스트를 통과해야 하는 6061 필릿의 경우, ER5356이 더 보수적인 기하학적 선택입니다 — 이는 파단 모드를 필릿 목에서 모재 열영향부로 이동시킵니다. 낮은 전단 서비스 또는 비드 외관이 중요한 (건축, 양극 산화 처리 작업) 6061 필릿의 경우, ER4043이 더 나은 기본값입니다. ER5356은 Table 4.2 주 4 (3% Mg / 150°F 장기 조항)의 적용을 받지만; ER4043은 그렇지 않습니다.
6xxx 합금은 용가재 선택과 관계없이 용접 후 열영향부에서 상당한 강도 손실을 겪습니다. 열영향부는 어닐링 상태로 되돌아가며 (일반적으로 T6 항복 강도의 40–50% 손실), 용접 상태 열영향부 강도가 접합부의 설계 용량을 결정합니다. 용가재 선택은 목 강도를 이동시키지만 열영향부 강도를 회복시키지는 않습니다 — 용접 후 용액 열처리 및 인공 시효만이 가능하며, 이는 제작된 구조물에는 거의 실용적이지 않습니다.
5xxx-대-6xxx 이종 용접
모든 5xxx-대-6xxx 이종 접합부 — 예를 들어 5083을 6061에, 또는 5086을 6063에 용접하는 경우 — D1.2 Table 4.2에 따라 ER5356이 권장 용가재입니다. 5xxx를 포함하는 접합부에는 절대 ER4043을 사용하지 마십시오. 야금학적 이유는 잘 문서화되어 있습니다: 알루미늄-실리콘 용가재 (약 5% Si를 함유한 ER4043)가 5xxx 모재 합금 (2–5% Mg를 함유)에 사용될 때, 모재의 마그네슘은 용가재의 실리콘과 반응하여 융합선에 취성 Mg2Si 금속간 화합물을 형성합니다. 이 금속간 화합물은 연성과 인성을 급격히 감소시키고 주기적, 충격 또는 저온 로드됨 하에서 알려진 장기 실패 모드를 생성합니다.
이 조항은 대칭적입니다: 한쪽이 5xxx 합금인 모든 접합부는 마그네슘 함유 용가재 (ER5356 기본값, 주 3에 따라 ER5183 또는 ER5556)를 사용해야 합니다. 양쪽이 6xxx이면 ER4043이 올바릅니다. 한쪽이 5xxx이면 ER5356이 올바릅니다. 실무자들은 때때로 미용적 이점 (더 매끄러운 비드, 더 쉬운 공급)을 위해 혼합된 5xxx-대-6xxx 접합부에 ER4043을 시도하고 몇 달 또는 몇 년 후에 서비스 로드됨 하에서 취성 파괴 실패 모드를 발견합니다. 이 실패는 미묘하지 않으며 회복할 수 없습니다.
주조-대-단조 용접
D1.2의 주조 합금 (354.0, A356.0, 357.0, A357.0, 359.0, 443.0, A444.0, 514.0, 535.0)은 자체 용가재 선택 논리를 따릅니다. 단조-대-주조 접합부는 일반적으로 ER4043을 사용하는데, 대부분의 주조 합금이 알루미늄-실리콘 기반이고 용가재가 모재 화학적 조성과 일치하기 때문입니다. 예외는 고강도 주조 합금 354.0 및 C355.0으로, Table 4.2는 강도 일치를 위해 ER4145 (고-Cu Al-Si 용가재)를 지정합니다.
5xx.x 시리즈 합금 (514.0, 535.0)의 주조-대-주조 용접은 모재 화학적 조성이 Al-Si가 아닌 Al-Mg이므로 5xxx 용가재를 사용합니다. 동일한 Mg2Si 금속간 화합물 금지 조항이 적용됩니다 — 5xx.x 주조 합금을 ER4043으로 용접하지 마십시오. 주조 합금의 세부 사항은 전체 D1.2 Table 4.2 매트릭스를 참조하십시오; 이 페이지는 고빈도 단조 조합을 다룹니다.
3% Mg / 150°F 장기 온도 조항
D1.2 Table 4.2 주 4는 알루미늄 용가재 선택에서 가장 중요하고 가장 간과되는 조항 중 하나입니다. 원문은 다음과 같습니다: "3% Mg를 초과하는 Al-Mg 합금은 150°F를 초과하는 장기 노출이 발생하는 응용 분야에서 사용해서는 안 됩니다."
메커니즘은 야금학적입니다. 약 3% 이상의 마그네슘을 함유한 알루미늄-마그네슘 합금은 약 150°F (66°C) 이상에서 지속될 때 결정립계에서 Mg2Al3 (베타 상)의 연속적인 석출을 경험합니다. 몇 주, 몇 달 또는 몇 년의 서비스 기간 동안 결정립계 석출물은 용접 금속을 인장 로드됨 하에서 응력 부식 균열에 민감하게 만듭니다 — 특히 염화물을 함유하거나 해양 환경에서 그렇습니다. 이 실패는 용접 시점이나 표준 기계적 테스트에서 나타나지 않으며; 장기 서비스 후에 균열로 나타납니다.
이 조항은 이 페이지의 다섯 가지 구조 용가재 중 세 가지를 다룹니다: ER5183 (Mg 4.3–5.2%), ER5356 (Mg 4.5–5.5%), ER5556 (Mg 4.7–5.5%). ER5554 (Mg 2.4–3.0%, 3% 임계값 이하) 또는 ER4043 (Mg 최대 0.05%, 사실상 0)은 다루지 않습니다. 실제적인 의미는 다음과 같습니다:
- 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.
주 4는 모든 고온 응용 분야에서 Al-Mg 용가재를 금지하는 것이 아닙니다 — 장기 서비스에서만 3% Mg 초과 용가재를 금지합니다. "장기"를 정의하는 것은 엔지니어링 판단의 일부이지만, 150°F를 초과하는 수백 시간 이상의 작동 시간을 의미하는 것으로 방어 가능한 해석입니다. 의심스러운 경우 ER4043 (또는 5454 모재와 일치할 때 ER5554)을 사용하거나 주 5에 따라 대안을 인증하십시오.
주 5 — 특정 요구 사항 용가재 선택
D1.2 Table 4.2 주 5는 A5.10 계열 내에서 비표준 용가재 선택을 위한 경로를 남겨둡니다: "특정 요구 사항으로 인해 위에 표시된 것 이외의 용가재 합금 선택이 필요한 응용 분야가 있습니다." 주 5는 권장 용가재 매트릭스가 시작점이지 절대적인 처방이 아님을 인정하는 것입니다. 일반적인 주 5 사례에는 양극 산화 처리된 건축 작업의 색상 일치 (ER5356은 모재 색상과 일치하도록 양극 산화 처리되는 반면 ER4043은 어둡게 변하므로, 6xxx 양극 산화 처리 작업은 ER4043이 일반적인 기본값임에도 불구하고 때때로 ER5356을 사용), 부식 환경 최적화, 또는 주 3 대체 범위를 벗어나는 고강도 응용 분야가 포함됩니다.
D1.2에는 사전 인증된 WPS 개념이 없습니다 — D1.2에 따른 모든 WPS는 절차 인증 기록을 통해 조항 3에 따라 인증되어야 합니다. Table 4.2에서 벗어나는 용가재 선택은 WPS에 문서화되고 다른 절차 변경과 동일하게 요구되는 PQR 기계적 테스트를 통해 검증되어야 합니다. 엔지니어 승인 및 A5.10 적합성에 대한 추적성은 여전히 관문입니다.
일반적인 선택 실수
1. 5xxx를 포함하는 접합부에 ER4043 사용. 취성 Mg2Si 금속간 화합물 실패 모드는 알루미늄 용접에서 가장 흔한 단일 실수입니다. 양쪽에 5xxx 합금이 있는 모든 접합부는 마그네슘 함유 용가재를 사용해야 합니다.
2. 고온 서비스 응용 분야에 ER5356, ER5183 또는 ER5556 사용. Table 4.2 주 4는 150°F를 초과하는 장기 서비스에 3% Mg를 초과하는 Al-Mg 용가재를 금지합니다. 지속적인 고온 서비스를 수반하는 압력 용기 및 공정 배관 작업에는 ER4043 (또는 5454 모재와 일치할 때 ER5554)을 사용해야 합니다.
3. 6xxx-대-6xxx 작업에 ER5356을 기본으로 사용. ER5356은 6xxx에 허용되지만 (Table 4.2는 4043 또는 5356을 나열함) ER4043보다 높은 열간 균열 위험과 낮은 비드 품질을 가집니다. 특정 이유 (전단 로드됨 필릿 파단 테스트, 양극 산화 처리된 외관)가 없는 한 6xxx-대-6xxx 기본값으로 ER4043을 사용하십시오.
4. 5083-대-5083 또는 5456-대-5456에 ER5356을 기본 선택으로 사용. Table 4.2는 5083/5456 작업에 ER5183 (또는 ER5556)을 기본 용가재로 표시합니다. 각주 a는 5456 자체 용접에 ER5556을 지정합니다. ER5356은 주 3 대체 용가재로만 허용되며, 이러한 고-Mg 모재 합금에서는 더 낮은 강도를 생성합니다.
5. ER5554를 범용 Al-Mg 용가재로 취급. ER5554는 특정 틈새 시장을 가집니다: 고온 서비스의 5454 모재. 낮은 마그네슘 (2.4–3.0%)은 주 4 임계값 미만을 유지하지만, 다른 5xxx 작업에서는 ER5356 / ER5183 / ER5556보다 낮은 용접 금속 강도를 생성합니다. 일반적인 5xxx 용접에 ER5554를 ER5356으로 대체하지 마십시오.
각 용가재를 선택하는 시기 — 선택 요약
합금 계열별 선택 논리, 고온 서비스를 최우선으로:
| 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) |
두 가지 준수 사항을 알려드립니다. 첫째, 이 표는 Table 4.2 선택 논리를 요약한 것입니다; 전체 D1.2 Table 4.2는 권위 있는 매트릭스이므로 여기에 표시되지 않은 조합에 대해서는 참조해야 합니다. 둘째, 모든 선택은 §4.4.1에 따라 용가재가 AWS A5.10/A5.10M에 적합하다고 가정합니다; D1.2에는 사전 인증된 WPS 경로가 없으므로 용가재 선택을 포함한 모든 절차는 조항 3에 따라 인증되어야 합니다.
CWI 시험 팁: ER4043 (Al-Si)과 5xxx 용가재 (Al-Mg) 간의 A5.10 화학적 차별화는 Part B 및 Part C 질문 패턴입니다. ER4043이 A5.10 구조 서비스에서 유일한 Al-Si 용가재이며, 주 4는 150°F 이상의 장기 서비스에 3% Mg를 초과하는 Al-Mg 용가재를 금지한다는 것을 기억하십시오 — ER5554 (2.4–3.0% Mg)는 이 조항을 피하는 유일한 Al-Mg 용가재입니다. 5xxx-대-4043에 대한 Mg2Si 금속간 화합물 금지 조항 또한 자주 출제되는 CWI 항목입니다.
관련 표준 가이드
자주 묻는 질문
ER4043과 ER5356의 차이점은 무엇입니까?
ER4043은 약 5%의 실리콘 (A5.10 Table 1에 따라 Si 4.5~6.0%)과 사실상 0%의 마그네슘 (최대 0.05%)을 함유한 알루미늄-실리콘 용가재입니다. ER5356은 약 5%의 마그네슘 (Mg 4.5~5.5%)을 함유한 알루미늄-마그네슘 용가재입니다. 화학적 조성이 적용 분야를 결정합니다: ER4043은 낮은 응고 범위와 낮은 열간 균열 민감도를 가지므로, 마그네슘과 실리콘을 함유한 6xxx 시리즈 모재 합금 (6061, 6063, 6082)에 대한 표준 선택입니다. ER5356은 더 높은 용접 금속 강도와 연성을 가지므로, 중간-마그네슘 5xxx 시리즈 모재 합금 및 5xxx-대-6xxx 이종 접합부에 대한 일반적인 선택입니다. ER5356은 필릿 용접이 전단 또는 굽힘 하중을 받는 파단 테스트를 통과해야 할 때 보수적인 선택이기도 합니다.
5083을 6061에 용접할 때 어떤 용가재를 사용해야 합니까?
D1.2 Table 4.2에 따르면 ER5356은 5083 (5xxx 시리즈, Al-Mg)을 6061 (6xxx 시리즈, Al-Mg-Si)에 용접하는 표준 선택입니다. 5xxx를 포함하는 접합부에는 절대 ER4043을 사용하지 마십시오. 그 이유는 야금학적입니다: 알루미늄-실리콘 용가재 (ER4043)가 5xxx 모재 금속에 사용될 때, 모재의 마그네슘은 용가재의 실리콘과 반응하여 융합선에 취성 Mg2Si 금속간 화합물을 형성합니다. 이 금속간 화합물은 연성과 인성을 급격히 감소시키고 주기적 또는 충격 로드됨 하에서 알려진 장기 실패 모드를 생성합니다. ER5356은 5xxx 측면과 일치하는 마그네슘 함유 화학적 조성을 제공하고 접합부 양쪽에 견고하고 연성 있는 용접부를 생성합니다. Table 4.2 주 3에 따라, ER5356이 표시된 모든 곳에서 ER5183 및 ER5556도 허용됩니다.
모든 알루미늄 용접에 ER5356만 사용할 수 있습니까?
아니요. ER5356은 널리 사용되며 많은 접합부에 올바른 선택이지만, D1.2에서는 보편적이지 않습니다. 세 가지 특정 경우에는 다른 것이 필요합니다. 첫째, 6xxx-대-6xxx 용접은 일반적으로 ER4043을 요구합니다 (Table 4.2는 4043 또는 5356을 나열합니다; ER4043은 ER5356보다 낮은 열간 균열 민감도를 가지며 더 매끄러운 비드 프로파일을 생성합니다). 둘째, 150°F 장기 서비스 조항 (D1.2 Table 4.2 주 4)은 해당 임계값 이상의 지속적인 온도에서 3% 이상의 마그네슘을 함유한 Al-Mg 용가재를 금지합니다 — 이 금지 조항은 ER5183 (4.3-5.2% Mg), ER5356 (4.5-5.5% Mg), ER5556 (4.7-5.5% Mg)을 포함하지만, 고온 5454 서비스용으로 특별히 설계된 ER5554 (Mg 2.4-3.0%, 3% 임계값 이하)는 포함하지 않습니다. 셋째, 5083을 5083에 또는 5083을 5456에 용접하는 경우 ER5183 또는 ER5556을 요구합니다 (Table 4.2 각주 a에 따라 5456 자체 용접에는 ER5556이 특별히 권장됨) — ER5356은 주 3 대체 용가재로만 허용됩니다. Table 4.2를 읽는 것 (또는 주 5에 따라 대안을 인증하는 것)이 추측하는 것보다 빠릅니다.
ER5356 대신 ER5183을 언제 사용해야 합니까?
D1.2 Table 4.2는 고마그네슘 5xxx 합금인 5083과 5456을 자체 용접할 때 ER5183 (또는 ER5556)을 기본 권장 용가재로 표시합니다. Table 4.2 주 3에 따라, ER5356이 표시된 모든 곳에서 ER5183 및 ER5556도 허용 가능한 대체 용가재입니다. ER5183은 ER5356 (Mg 4.5~5.5, Mn 0.05~0.20%)보다 약간 더 높은 마그네슘 함량 (4.3~5.2%)과 현저히 더 많은 망간 (0.50~1.0%)을 가집니다. 더 높은 망간은 ER5183에 더 나은 인장 및 전단 강도를 제공하며, 특히 고강도 5xxx 합금을 용접할 때 그렇습니다. 모재가 5083일 때, 5xxx 구조 응용 분야에서 최대 접합부 강도가 필요할 때, 또는 ER5356이 표시된 모든 곳에서 주 3에 따른 강도 최적화 대체를 원할 때 (5086 포함 — Table 4.2는 5086에 ER5356을 기본으로 나열하며, ER5183은 주 3 대체 용가재로 허용됨) ER5183을 사용하십시오. 표준 5xxx 강도가 충분하고 재고 단순성이 중요한 중간-Mg 5xxx 작업 (5052, 5154/5254) 및 이종 5xxx-대-6xxx 접합부에는 ER5356을 사용하십시오.
What is the 3% Mg / 150°F long-term service rule?
D1.2 Table 4.2 주 4는 다음과 같이 명시되어 있습니다: "3% Mg를 초과하는 Al-Mg 합금은 150°F를 초과하는 장기 노출이 발생하는 응용 분야에서 사용해서는 안 됩니다." 이 조항은 3% 마그네슘 임계값 이상의 Al-Mg 용가재를 다룹니다: ER5183 (4.3-5.2% Mg), ER5356 (4.5-5.5% Mg), ER5556 (4.7-5.5% Mg). ER5554 (Mg 2.4-3.0%, 3% 임계값 이하)는 포함하지 않습니다 — ER5554는 고온 5454 서비스에 사용하도록 특별히 설계되었습니다. ER4043 (사실상 마그네슘이 없는 알루미늄-실리콘 용가재, 최대 0.05%)도 주 4의 영향을 받지 않습니다. 메커니즘은 약 150°F 이상에서 결정립계에서 Mg2Al3의 지속적인 석출이며, 이는 고-Mg 용접 금속을 인장 로드됨 하에서 응력 부식 균열에 민감하게 만들며, 특히 염화물을 함유하거나 해양 환경에서 그렇습니다. 실제적인 의미: 압력 용기, 고온 유체 배관 및 150°F 이상의 지속적인 서비스를 수반하는 모든 알루미늄 부품은 ER4043, ER5554 (모재 합금이 5454이고 Mg 함유 화학적 조성이 필요한 경우)를 사용하거나 주 5에 따라 대안을 인증해야 합니다.
AWS D1.2는 A5.10 용가재만 사용하도록 요구합니까?
D1.2 §4.4.1은 용가재가 베어 알루미늄 및 알루미늄 합금 용접 전극 및 봉 사양인 AWS A5.10/A5.10M에 적합해야 한다고 명시적으로 명시합니다. D1.2에는 사전 인증된 WPS 개념이 없다는 점에 유의하십시오 — D1.2에 따른 모든 WPS는 조항 3에 따라 인증되어야 하며, §4.4.1은 모든 인증된 절차에 걸쳐 용가재 요구 사항을 보편적으로 고정합니다. Table 4.2 주 5는 특정 요구 사항으로 인해 표시된 것 이외의 용가재 합금 선택이 필요한 응용 분야를 위한 경로를 남겨두지만, 이 경로는 비-A5.10 용가재를 승인하는 것이 아니라 A5.10 계열 내에서 선택하는 데 적용됩니다. ASME IX, AS/NZS 1554.5, EN ISO 18273 및 기타 코드 체계는 A5.10과 겹칠 수 있지만 상호 교환할 수 없는 자체 용가재 사양 기준을 가집니다. D1.2에 따라 작업하는 경우, A5.10/A5.10M 적합성이 규칙입니다.
ER5556이 5456 용접에 특별히 언급되는 이유는 무엇입니까?
D1.2의 Table 4.2 각주 a는 다음과 같이 명시합니다: "5556은 5456을 자체 용접하는 데 권장됩니다." 그 이유는 강도 일치 때문입니다. 모재 5456은 마그네슘 함량이 약 5%인 최고 강도 단조 알루미늄-마그네슘 합금 중 하나입니다. ER5556은 가장 가까운 마그네슘 함량 (4.7~5.5%)과 높은 망간 (0.50~1.0%)을 가지므로, 용접 금속에 5456 모재의 용접 상태 어닐링 강도에 근접하는 기계적 특성을 제공합니다. 5083/5456을 5083/5456에 대한 Table 4.2 셀은 "5183, 5556"을 기본 권장 사항으로 표시하며, ER5356은 주 3 대체 용가재로만 허용됩니다. 5456으로 제작된 고강도 해양, 운송 또는 압력 구조물의 경우 ER5556이 엔지니어링된 선택입니다; 저응력 5456 작업 또는 수리에는 ER5183 또는 ER5356이 허용될 수 있습니다.