Ăn mòn do ứng suất nứt trong mối hàn nhôm và hợp kim
3 mẹo để tránh sử dụng kim loại độn, vật liệu nền và điều kiện môi trường không phù hợp
Hầu hết các thợ hàn đều quen với hiện tượng được gọi là nứt ăn mòn do ứng suất (SCC). Nó xảy ra khi kết hợp kim loại hoặc vật liệu cơ bản không phù hợp với điều kiện môi trường không phù hợp.
Trong phần này, chúng ta sẽ tạm dừng các quy trình hàn để chế tạo nhôm và thay vào đó tập trung vào việc kim loại độn và kim loại cơ bản bị ảnh hưởng như thế nào khi hàn và đôi khi có thể xảy ra sự cố nứt.
Hầu hết mọi người đều quen thuộc với hiện tượng được gọi là nứt ăn mòn do ứng suất (SCC). Nó xảy ra khi kết hợp kim loại hoặc vật liệu cơ bản không phù hợp với điều kiện môi trường không phù hợp.
Ai cũng biết rằng bất kỳ hợp kim Al nào chứa nhiều hơn 3% Mg đều là đối tượng của SCC. Điều này bao gồm hầu hết các hợp kim 5XXX, chẳng hạn như 5083 và 5086, là hợp kim dạng tấm và tấm. Tuy nhiên, bạn phải nhớ rằng hầu hết tất cả các hợp kim phụ Al 5XXX phổ biến, chẳng hạn như 5356, 5183 và 5556, cũng chứa hơn 3% Mg. Bất kỳ ai trong số chúng đều có thể dễ bị SCC trong các điều kiện nhất định, bất kể hợp kim Al nào được sử dụng để hàn.
Tuy nhiên, độ nhạy đối với SCC phụ thuộc phần lớn vào bốn yếu tố:
- Hợp kim phải chứa ít nhất 3% Mg.
- Phải có ứng suất (ứng suất dư xung quanh mối hàn hầu như luôn luôn đủ cao để thỏa mãn yêu cầu này).
- Phải có chất điện phân, chẳng hạn như nước muối.
- Tại một số thời điểm, mối hàn phải được tiếp xúc với nhiệt độ phục vụ trên 150 độ F trong một khoảng thời gian đáng kể (hàng trăm giờ).
Hãy nhớ rằng tất cả bốn điều kiện này không cần phải xảy ra đồng thời. Một khi mối hàn tiếp xúc với nhiệt độ cao, một cấu trúc vi mô nhạy cảm sẽ hình thành. Ngay cả khi nhiệt độ được hạ thấp, sự hiện diện của các yếu tố 2 và 3 cũng đủ để gây ra SCC.
SCC trông như thế nào? Nó thường là một vết nứt răng cưa ở giữa mối hàn, và nó có thể ngắn hoặc dài tùy thuộc vào mức độ ứng suất. Trên thực tế, tôi đã thấy các SCC dài 24 inch.
Dưới đây là ba mẹo để tránh SCC:
- Không sử dụng các kim loại phụ có hàm lượng Mg cao hơn đã tham khảo trước đó nếu nhiệt độ trên 150 độ F. Điều này đúng ngay cả khi bạn đang sử dụng kim loại cơ bản không phải là đối tượng của SCC, chẳng hạn như các hợp kim 6XXX như 6061. Mối hàn vẫn có thể bị nứt.
- Nếu bạn phải sử dụng chất độn 5XXX ở nhiệt độ bảo dưỡng cao hơn, hãy sử dụng kim loại chất độn đặc biệt như 5554 chứa ít hơn 3% Mg và không phải tuân theo SCC. Tuy nhiên, chúng không mạnh bằng các chất độn có hàm lượng Mg cao hơn như 5356.
- Nói chung, nếu bạn đang hàn các hợp kim 6XXX như 6061 cho nhiệt độ cao hơn, 4043 thường là lựa chọn tốt nhất.
Lưu ý là không bao giờ sử dụng các vật liệu cơ bản có hàm lượng Mg cao như 5083 ở nhiệt độ bảo dưỡng trên 150 độ F bất kể chúng có được hàn hay không.
0247.303.8678
