ER5154 Al-Mg slitinový drát: Síla, použití a průvodce výběrem

Author: admin / 2026-06-07

Mezi spotřební materiály pro svařování hliníku ER5154 drát ze slitiny Al-Mg zaujímá přesně definované výkonnostní okno – pevnější než plniva na bázi křemíku ER4043, odolnější vůči korozi než ER5052 a je formulován speciálně pro svařování středně pevných kovů na bázi hliníku a hořčíku v prostředí námořních, tlakových nádob a konstrukčních výrobních prostředí. Správné určení specifikace vyžaduje pochopení toho, kam ER5154 zapadá do systému klasifikace výplní AWS A5.10, jaké mechanické vlastnosti nanesený svarový kov poskytuje, jak přizpůsobit průměr drátu a parametry procesu aplikaci a jaké podmínky prostředí vyžadují ER5154 oproti konkurenčním označením slitin.

ER5154 — Klasifikace AWS A5.10

Řada Al-Mg / 3,1 – 3,9 % hořčík / vyvážení hliník

MIG (GMAW) TIG (GTAW) Námořní stupeň Tlaková nádoba Tepelně neupravitelné

240

MPa

Min. pevnost v tahu (jako svařený)

3,9 %

Mg max

Obsah hořčíku na AWS A5.10

-65 °C

na 150°C

Rozsah provozních teplot

Které aplikace vyhovují drátu ER5154?

Drát ER5154 je formulován pro svařování hliníkových obecných kovů řady 5xxx – především slitin 5154, 5254, 5454 a 5056 – kde nanesený svarový kov musí odpovídat nebo převyšovat korozní odolnost a mechanické vlastnosti základního materiálu. Jeho mírný obsah hořčíku 3,1–3,9 % jej řadí mezi ER5052 s nízkým obsahem hořčíku a ER5183 s vysokým obsahem hořčíku v matrici výběru hliníkového plniva.

Námořní výroba

Trupy lodí, konstrukce palub, palivové nádrže a lávky vyrobené z hliníkového plechu řady 5xxx. ER5154 je preferován před ER4043 v mořském prostředí, protože plniva na bázi křemíku urychlují galvanickou korozi při ponoření do slané vody. Korozní potenciál svarového návaru se blíží základnímu kovu 5154 a 5454, což zabraňuje preferenčnímu napadení svarové zóny při ponoření do mořské vody.

Tlakové nádoby a nádrže

Skladovací nádrže na chemikálie, LPG, kryogenní kapaliny a procesní plyny vyrobené z desky 5154-H32 nebo 5454-H34. AWS D1.2 a ASME Section IX splňují podmínky ER5154 pro tlakově udržované svary v těchto aplikacích. Nízká citlivost slitiny na trhliny a plná schopnost pronikání do materiálu o tloušťce od 3 mm do 50 mm z ní činí standardní specifikaci plniva v normách pro výrobu tlakových nádob.

Dopravní stavby

Karosérie nákladních automobilů, cisternové přívěsy, skříně železničních vozů a konstrukce autobusů vyrobené z výlisků a plechů řady 5xxx. ER5154 poskytuje přiměřenou pevnost po svaru pro tepelně nezpracované konstrukční spoje při zachování tažnosti nezbytné pro absorbování cyklů únavy při silničním zatížení – kombinaci, kterou mohou plniva ER5356 s vysokým obsahem hořčíku ohrozit zvýšeným zbytkovým napětím ve spojích tenkých průřezů.

Architektonické a strukturální

Rámování záclonových zdí, mostních teras a konstrukčních prvků v pobřežních nebo průmyslových atmosférických prostředích. ER5154 je specifikován tam, kde hotový svar musí odolávat průmyslovým znečišťujícím látkám, kyselým dešťům a usazování pobřežních solí bez ochranného nátěru. Účinnost spoje přesahuje 85 % pevnosti v tahu obecného kovu v konfiguracích T-spojů a tupých spojů u obecných kovů 5154 a 5454.

Kompatibilita s obecnými kovy — výplň ER5154

Doporučené základní kovy

5154, 5254 — série slitin s přímým zápalem
5454, 5056 — kvalifikovaná kombinace AWS A5.10
5052 — přijatelné se sníženou účinností spoje
3003, 3004 — omezené konstrukční použití

Vyhněte se těmto základním kovům

6061, 6063 — místo toho použijte ER4043 nebo ER5356
Řada 7xxx — plniva s vysokým obsahem hořčíku způsobují praskání za tepla
Řada 2xxx — nekompatibilita plniva s ložiskovými slitinami Cu
1xxx čistý hliník – nesoulad pevnosti

Jaká je síla svařovacího drátu ER5154?

Mechanické vlastnosti naneseného svarového kovu ER5154 se řídí minimy specifikace AWS A5.10 / ISO 18273. Níže uvedené obrázky představují výsledky zkoušek všech svarových kovů — vlastnosti měřené na návarech vytvořených za kontrolovaných laboratorních podmínek, které slouží jako základ pro technické výpočty.

Majetek	ER5154 (jako svařené)	ER5052 (jako svařené)	ER5356 (jako svařené)	ER4043 (Svařeno)
Pevnost v tahu	240 MPa min	175 MPa min	260 MPa min	145 MPa min
Mez kluzu (0,2 %)	130 – 150 MPa	95 – 110 MPa	145 – 165 MPa	70 – 85 MPa
Prodloužení	17 – 22 %	17 – 22 %	17 – 20 %	9 – 12 %
Tvrdost (HB)	60–68	45–55	65–75	35–45
Pevnost ve smyku	140 – 155 MPa	100 – 115 MPa	155 – 170 MPa	80 – 95 MPa

Tepelné zpracování Poznámka

ER5154 je tepelně neupravitelné plnivo – tepelné zpracování po svařování (PWHT) nezvyšuje pevnost svarového kovu a může snížit odolnost proti korozi srážením beta-fáze (Al3Mg2) na hranicích zrn nad 65 °C. Pro aplikace vyžadující tepelné zpracování po svařování si přečtěte příslušný výrobní kód před specifikací ER5154 přes alternativní výplně v řadě 5xxx nebo 4xxx.

Který drát ER5154 nabízí nejlepší odolnost proti korozi?

ER5154 drát ze slitiny Al-Mg svou odolnost proti korozi odvozuje od obsahu hořčíku a elektrochemické kompatibility svarového návaru s obecnými kovy řady 5xxx. Pro specifikaci ER5154 v provozních prostředích jsou důležité tři odlišné korozní mechanismy.

Ponoření do mořské a mořské vody

Svarové povlaky ER5154 mají korozní potenciál přibližně -760 mV (SCE) v 3,5% roztoku NaCl — což se velmi podobá základnímu kovu 5154 a 5454 při -740 až -760 mV. Tato potenciální shoda zabraňuje tvorbě galvanického páru mezi svarovou zónou a HAZ, což je dominantní korozní mechanismus ve svařovaných hliníkových konstrukcích v mořské vodě. Srovnávací zkoušky ponořením ukazují, že usazeniny ER5154 ztrácejí méně než 0,05 mm/rok v prostředí nepřetržitě ponořené mořské vody při okolní teplotě.

Intergranulární a senzibilizační odolnost

Slitiny hliníku a hořčíku s Mg nad 3 % mohou senzibilizovat – vysrážet beta fázi citlivou na korozi na hranicích zrn – pokud jsou udržovány při teplotách mezi 65 °C a 175 °C po delší dobu. ER5154 s 3,1–3,9 % Mg leží na spodní hranici tohoto rozmezí rizika senzibilizace. Pro aplikace zahrnující trvalé provoz při zvýšených teplotách poskytuje ER5052 (2,2–2,8 % Mg) bezpečnější alternativu; pro námořní a chemické služby při okolní teplotě nepředstavuje ER5154 žádné riziko senzibilizace v rámci své jmenovité provozní obálky.

Atmosférická a průmyslová koroze

Při testování atmosférické expozice podle solné mlhy ASTM B117 (500hodinový cyklus) nevykazují návary ER5154 na základním kovu 5154 po 500 hodinách žádnou iniciaci důlkové koroze. Údaje o expozici v průmyslové atmosféře z pobřežního a petrochemického prostředí ukazují rychlost povrchové oxidace nižší než 0,02 mm/rok bez ochranného povlaku. Tento atmosférický výkon převyšuje usazeniny ER4043 faktorem tři až čtyři v průmyslových atmosférách s obsahem chloridů.

Jak vybrat slitinový drát ER5154

Výběr správné specifikace drátu ER5154 zahrnuje přizpůsobení pěti parametrů procesu svařování, stavu základního kovu a servisnímu prostředí před objednáním.

Výběr průměru drátu

Aplikace MIG (GMAW) používají drát 0,9 mm pro tloušťky materiálu do 4 mm, 1,0–1,2 mm pro 4–12 mm a 1,6 mm pro materiál nad 12 mm nebo produkční svařování s vysokou rychlostí nanášení. Průměry tyčí TIG (GTAW) 1,6 mm, 2,4 mm a 3,2 mm odpovídají tloušťkám základního kovu 1,5–4 mm, 3–8 mm a 6–15 mm. Poddimenzovaný drát vytváří defekty studeného překrytí na silnějších částech; předimenzovaný drát na tenkém materiálu způsobuje propálení a nadměrný přívod tepla do HAZ.

Temperace a stav povrchu

Specifikujte drát s lesklou povrchovou úpravou nebo vinutý drát s přesnou vrstvou pro aplikace MIG – nerovnoměrné oxidové vrstvy na povrchu drátu způsobují nestabilitu oblouku a poréznost svaru na hliníku. Drát musí být skladován v uzavřených obalech při relativní vlhkosti nižší než 60 %; absorpce vlhkosti na povrchu drátu je jedinou největší příčinou vodíkové porozity u hliníkových svarů MIG. Před použitím odmítněte jakýkoli drát vykazující změnu barvy povrchu, oxidační skvrny nebo poškození cívky.

Certifikace a sledovatelnost

Vyžadujte drát certifikovaný podle AWS A5.10 / ASME SFA-5.10 s certifikátem o zkoušce mlýna (MTC), který ukazuje skutečné chemické složení na teplo. Pro aplikace v tlakových nádobách a letectví je vyžadována certifikace EN ISO 18273 a kontrolní dokumentace třetí strany podle většiny použitelných výrobních předpisů. Před použitím se ujistěte, že číslo šarže certifikátu odpovídá označení cívky drátu – necertifikovaný nebo nesprávně identifikovaný plnicí drát není v souladu s výrobními normami ASME, EN 1090 a AWS D1.2.

Výběr procesního plynu

MIG svařování ER5154 vyžaduje 100% argonový ochranný plyn nebo směsi Ar/He (až 25 % helia pro zvýšenou penetraci na materiál nad 10 mm). Přídavek helia zvyšuje napětí oblouku a tepelný příkon – prospěšné na těžkých úsecích, škodlivé pro plošný materiál pod 3 mm. Přídavky CO2 nejsou pro hliník MIG přijatelné – oxid uhličitý reaguje s roztavenou lázní a zavádí poréznost a oxidové inkluze, které snižují pevnost svarového kovu v tahu pod minimální požadavky AWS.

Shoda mezi pevností výplně a základního kovu

Ověřte, že ER5154 dosahuje požadované účinnosti spoje pro strukturální výpočet. Na základním kovu 5154-H32 (pevnost v tahu 230–270 MPa) poskytuje ER5154 při minimálním tlaku 240 MPa 89–100% účinnost spoje u tupých svarů. Na základním kovu 5454-H34 s vyšší pevností (270–305 MPa) účinnost spoje klesne na 79–89 % – což může vyžadovat konstrukční úlevy nebo přechod na ER5356, pokud požadavky na účinnost spoje překročí 90 % podle příslušného stavebního předpisu.

PREV：ER5087 Hliníkový svařovací drát: Průmyslové použití, pevnost a námořní aplikace
NEXT：ER4047 Hliníkový svařovací drát MIG: Kompletní průvodce