Welding of Aluminum Alloy
신복식 (주) 고려용접재료
Aluminum Alloys
• Strain hardening alloys (1XXX, 3XXX, 5XXX)
– Work hardening gives strength
– Annealing of this may reduce strength in the HAZ (to
the annealed value – use this in design)
• Precipitation hardening alloys (2XXX, 6XXX,
7XXX)
– Precipitates of controlled size and distribution give
strength
– Can overage precipitates and soften HAZ during
welding (equivalent to T4 condition)
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Alloy Group Material 특성
1000 시리즈
순 Al로서, 내식성이 좋고, 광의 반사성, 열의 도전성이 뛰어나
다. 강도는 낮지만 용접 및 성형가공이 쉽다.
2000 시리즈
Cu를 주첨가 성분으로 한 것에 Mg등을 함유한 열처리 합금이
다. 열처리에 따라 강도는 높지만 내식성 및 용접성이 떨어지는
것이 많다. (단 2219 합금의 용접성은 우월하다.)
Rivet접합에 의한 구조물, 특히 항공기재로서 이용된다.
3000 시리즈
Mn을 주첨가 성분으로 한 냉각가공에 의해 각종 성질을 갖는 비
열처리 합금이다. 순 Al에 비해 강도는 약간 높고, 용접성, 내식
성, 성형 가공성 등도 좋다.
4000 시리즈 Si를 주첨가 성분으로 한 비열처리 합금이다.
용접 재료로서 이용된다.
5000 시리즈 Mg를 주첨가 성분으로 한 강도가 높은 비열처리 합금이다.
용접성이 양호하고 해수 분위기에서도 내식성이 좋다.
6000 시리즈
Mg와 Si를 주첨가 성분으로 한 열처리 합금이다.
용접성, 내식성이 양호하며 형재 및 관 등 구조물에 널리
이용되고 있다.
7000 시리즈 Zn을 주첨가 성분으로 하지만, 여기에 Mg을 첨가한 고강도
열처리 합금이다.
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Numbering System Alloy Type Remark
1000 Series Pure Aluminum over 99.00% Non Heat Treatable
2000 Series Al – Cu Alloy Heat Treatable
3000 Series Al – Si Alloy Non Heat Treatable
4000 Series Al – Mn Alloy Filler Wire
5000 Series Al – Mg Alloy Non Heat Treatable
6000 Series Al – Mg – Si Alloy Heat Treatable
7000 Series Al – Zn Alloy Heat Treatable
8000 Series Other Al Alloy Heat Treatable
9000 Series Spare to be used later
Designation Finish Condition
F As Wrought
O Normalized
H Work Hardened
T Heat Treated
Aluminum Alloy Numbering
Thermally treated to produce stable
tempers
• T1 Naturally aged
• T2 Cold worked and naturally aged
• T3 Solution heat treated, cold worked and naturally aged
• T4 Solution heat treated and naturally aged
• T5 Artificially aged
• T6 Solution heat treated and artificially aged
• T7 Solution heat treated and stabilized
• T8 Solution heat treated, cold worked and artificially aged
• T9 Solution heat treated, artificially aged and cold worked
• T10 Cold worked and artificially aged
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TYPICAL AS-WELDED MECHANICAL PROPERTIES OF
GMAW WELDED BUTT JOINTS
Difficulties of Al alloy welding
• Aluminum oxide surface coating.
• High thermal conductivity. (4X of CS)
• High thermal expansion coefficient. (2X of
CS)
• Low melting temperature. (480 ~ 660℃)
• The absence of color change as
temperature approaches the melting
point.
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Electric Conductivity of Al Alloys
Aluminum Beverage Can
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Aluminum Alloy 5XXX
Al-Mg Alloy
알루미늄 합금의 합금 성분에 따른 균열 발생성
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Weldability of Aluminum Alloys
• Most of the wrought grades in the 1XXX,
3XXX, 5XXX, 6XXX and medium
strength 7XXX can be fusion welded by
TIG, MIG and oxyfuel processes
• 2XXX and high strength 7XXX alloys are
not weldable
• Prone to liquation and solidification
cracking
알루미늄 합금의 온도별 강도 변화
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알루미늄 합금의 온도별 열전도도 변화
비열처리 알루미늄합금의 용접부 경도 분포
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비열처리 알루미늄합금의 용접부 단면
비열처리 알루미늄합금의 모재 조직
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비열처리 알루미늄합금의 용접부 단면 조직
비열처리 알루미늄합금의 용접부 단면 미세 조직
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비열처리 알루미늄합금의 용접부 단면
Strength
Incensement in
Aluminum Alloy (上)
and Dispersion
Strengthening in
Low Carbon Steel
(下)
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Porosity in Aluminum Weldmetal
Solidification Crack in Aluminum Weldmetal
알루미늄합금의 수소 고용도
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각 금속의 1기압 수소에 대한 흡수량과 온도
Liquidation Crack at Grain
Boundary in Aluminum Weld
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알루미늄-구리 합금의 상태도
Crack Prevention of Al Alloy
• Choose the right filler metal for the job
• Keep the aluminum clean
• Stop-drill the ends of tears
• Clamp the joint carefully
• Tack-weld or skip-weld the joint first
• End the weld properly
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Filler Metal Alloy Selection Guide
Question & Comment
For future discussion, please contact me via E-mail : Jinhee.Lee.PE@gmail.com