سیم آلیاژی ER5154 Al-Mg: استحکام، استفاده و راهنمای انتخاب

Author: admin / 2026-06-07

در میان مواد مصرفی جوش آلومینیوم، سیم آلیاژی ER5154 Al-Mg یک پنجره عملکردی دقیق را اشغال می کند - قوی تر از پرکننده های پایه سیلیکونی ER4043، مقاوم تر از ER5052 در برابر خوردگی، و به طور خاص برای جوشکاری فلزات پایه آلومینیوم-منیزیم با مقاومت متوسط در محیط های دریایی، مخازن تحت فشار و محیط های ساخت سازه فرموله شده است. دریافت مشخصات صحیح مستلزم درک مکان ER5154 در سیستم طبقه‌بندی پرکننده AWS A5.10، خواص مکانیکی فلز جوش رسوب‌شده، نحوه تطبیق قطر سیم و پارامترهای فرآیند با کاربرد، و شرایط محیطی برای ER5154 نسبت به نام‌گذاری‌های آلیاژی رقیب است.

ER5154 — طبقه بندی AWS A5.10

سری Al-Mg / 3.1 – 3.9٪ منیزیم / آلومینیوم بالانس

MIG (GMAW) TIG (GTAW) درجه دریایی مخزن تحت فشار غیر قابل عملیات حرارتی

240

MPa

حداقل استحکام کششی (به عنوان جوش)

3.9٪

حداکثر Mg

محتوای منیزیم در AWS A5.10

-65 درجه سانتی گراد

تا 150 درجه سانتیگراد

محدوده دمای عملیاتی

کدام برنامه ها با سیم ER5154 مناسب هستند؟

سیم ER5154 برای جوشکاری فلزات پایه آلومینیوم سری 5xxx - در درجه اول آلیاژهای 5154، 5254، 5454 و 5056 - فرموله شده است که در آن فلز جوش سپرده شده باید با مقاومت خوردگی و خواص مکانیکی مواد پایه مطابقت داشته باشد یا از آن فراتر رود. محتوای متوسط منیزیم 3.1 تا 3.9 درصد آن را بین ER5052 کم منیزیم و ER5183 با منیزیم بالا در ماتریس انتخاب پرکننده آلومینیوم قرار می دهد.

ساخت دریایی

بدنه قایق، سازه های عرشه، مخازن سوخت، و راهروهای ساخته شده از صفحه آلومینیومی سری 5xxx. ER5154 در محیط های دریایی بر ER4043 ترجیح داده می شود زیرا پرکننده های پایه سیلیکونی باعث تسریع خوردگی گالوانیکی در هنگام غوطه ور شدن در آب شور می شوند. پتانسیل خوردگی رسوب جوش با فلز پایه 5154 و 5454 مطابقت دارد و از حمله ترجیحی ناحیه جوش در غوطه وری در آب دریا جلوگیری می کند.

مخازن و مخازن تحت فشار

مخازن ذخیره مواد شیمیایی، LPG، سیالات برودتی، و گازهای فرآیندی ساخته شده از صفحه 5154-H32 یا 5454-H34. AWS D1.2 و بخش IX ASME ER5154 را برای جوش های نگهدارنده فشار در این کاربردها واجد شرایط می کنند. حساسیت کم آلیاژ به ترک و قابلیت نفوذ کامل در ضخامت مواد از 3 میلی متر تا 50 میلی متر، آن را به یک مشخصات پرکننده استاندارد در کدهای ساخت مخازن تحت فشار تبدیل می کند.

سازه های حمل و نقل

بدنه کامیون، تریلرهای تانکر، بدنه واگن های ریلی و سازه های اتوبوس ساخته شده از اکستروژن و صفحه سری 5xxx. ER5154 استحکام جوشی کافی را برای اتصالات سازه‌ای بدون عملیات حرارتی ارائه می‌کند و در عین حال شکل‌پذیری لازم برای جذب چرخه‌های خستگی بار جاده را حفظ می‌کند - ترکیبی که پرکننده‌های با منیزیم بالا ER5356 می‌توانند از طریق افزایش تنش پسماند در اتصالات مقطع نازک به خطر بیفتند.

معماری و سازه

قاب دیوار پرده ای، عرشه پل، و اعضای سازه ای در محیط های جوی ساحلی یا صنعتی. ER5154 مشخص می شود که در آن جوش تمام شده باید در برابر آلاینده های صنعتی، باران اسیدی و رسوب نمک ساحلی بدون پوشش محافظ مقاومت کند. راندمان اتصال بیش از 85 درصد استحکام کششی فلز پایه در پیکربندی اتصالات T و لب به لب در فلزات پایه 5154 و 5454 است.

سازگاری با فلز پایه - پرکننده ER5154

فلزات پایه توصیه شده

5154, 5254 — سری های آلیاژی با بازی مستقیم
5454، 5056 — ترکیب واجد شرایط AWS A5.10
5052 - قابل قبول با کاهش راندمان مفصل
3003، 3004 - کاربرد ساختاری محدود

از این فلزات پایه اجتناب کنید

6061، 6063 — به جای آن از ER4043 یا ER5356 استفاده کنید
سری 7xxx - پرکننده های با منیزیم بالا باعث ایجاد ترک داغ می شوند
سری 2xxx - ناسازگاری پرکننده با آلیاژهای دارای Cu
1xxx آلومینیوم خالص - عدم تطابق قدرت

استحکام سیم جوش ER5154 چیست؟

خواص مکانیکی فلز جوش رسوب‌شده ER5154 توسط حداقل مشخصات AWS A5.10 / ISO 18273 کنترل می‌شود. شکل‌های زیر نشان‌دهنده نتایج آزمایش تمام فلزات جوشی است - خواص اندازه‌گیری شده بر روی رسوبات جوش ساخته شده در شرایط آزمایشگاهی کنترل‌شده، که به عنوان خط پایه برای محاسبات مهندسی عمل می‌کند.

اموال	ER5154 (به عنوان جوش داده شده)	ER5052 (به عنوان جوش)	ER5356 (به عنوان جوش)	ER4043 (به عنوان جوش)
استحکام کششی	240 مگاپاسکال در دقیقه	175 مگاپاسکال در دقیقه	260 مگاپاسکال در دقیقه	145 مگاپاسکال در دقیقه
قدرت تسلیم (0.2%)	130 - 150 مگاپاسکال	95 - 110 مگاپاسکال	145 - 165 مگاپاسکال	70 - 85 مگاپاسکال
ازدیاد طول	17 - 22٪	17 - 22٪	17 - 20٪	9 - 12٪
سختی (HB)	60-68	45-55	65-75	35-45
مقاومت برشی	140 - 155 مگاپاسکال	100 - 115 مگاپاسکال	155 - 170 مگاپاسکال	80 - 95 مگاپاسکال

یادداشت عملیات حرارتی

ER5154 یک پرکننده غیر قابل عملیات حرارتی است - عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) استحکام فلز جوش را افزایش نمی دهد و ممکن است مقاومت در برابر خوردگی را با رسوب فاز بتا (Al3Mg2) در مرز دانه های بالای 65 درجه سانتی گراد کاهش دهد. برای کاربردهایی که نیاز به عملیات حرارتی پس از جوش دارند، قبل از مشخص کردن ER5154 روی پرکننده‌های جایگزین در سری 5xxx یا 4xxx، با کد ساخت مربوطه مشورت کنید.

کدام سیم ER5154 بهترین مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهد؟

سیم آلیاژی ER5154 Al-Mg مقاومت در برابر خوردگی آن را از محتوای منیزیم و سازگاری الکتروشیمیایی رسوب جوش آن با فلزات پایه سری 5xxx بدست می‌آورد. سه مکانیسم خوردگی متمایز برای تعیین ER5154 در محیط های خدماتی مرتبط هستند.

اس اس

غوطه وری در آب شور و دریایی

رسوبات جوش ER5154 پتانسیل خوردگی تقریباً 760- میلی ولت (SCE) در محلول 3.5 درصد NaCl دارند - که تقریباً با فلز پایه 5154 و 5454 در 740- تا 760- میلی ولت مطابقت دارد. این تطابق بالقوه از تشکیل جفت گالوانیکی بین ناحیه جوش و HAZ که مکانیسم خوردگی غالب در سازه های آلومینیومی جوش داده شده در آب دریا است، جلوگیری می کند. آزمایش‌های غوطه‌وری مقایسه‌ای نشان می‌دهد که رسوبات ER5154 کمتر از 0.05 میلی‌متر در سال در محیط‌های آب دریا که به طور مداوم در دمای محیط غوطه‌ور می‌شوند، از دست می‌دهند.

مقاومت بین دانه ای و حساسیت

آلیاژهای آلومینیوم-منیزیم با منیزیم بالاتر از 3 درصد می توانند حساس شوند - ته نشین شدن فاز بتای حساس به خوردگی در مرز دانه ها - زمانی که در دماهای بین 65 تا 175 درجه سانتی گراد برای دوره های طولانی نگهداری شوند. ER5154، در 3.1-3.9٪ Mg، در مرز پایینی این محدوده خطر حساسیت قرار دارد. برای کاربردهایی که شامل سرویس پایدار با دمای بالا هستند، ER5052 (2.2-2.8٪ Mg) جایگزین ایمن تری ارائه می دهد. برای خدمات دریایی و شیمیایی در دمای محیط، ER5154 هیچ خطر حساسیتی را در پوشش عملیاتی خود ارائه نمی دهد.

خوردگی جوی و صنعتی

در آزمایش قرار گرفتن در معرض اتمسفر در هر اسپری نمک ASTM B117 (سیکل 500 ساعته)، رسوبات جوش ER5154 روی فلز پایه 5154 بعد از 500 ساعت هیچ شروع حفره ای را نشان نمی دهند. داده های قرار گرفتن در معرض اتمسفر صنعتی از محیط های ساحلی و پتروشیمی نرخ اکسیداسیون سطحی کمتر از 0.02 میلی متر در سال را بدون پوشش محافظ نشان می دهد. این عملکرد اتمسفر از رسوبات ER4043 با ضریب سه تا چهار در اتمسفرهای صنعتی مملو از کلرید بیشتر است.

نحوه انتخاب سیم آلیاژی ER5154

انتخاب مشخصات سیم ER5154 صحیح شامل تطبیق پنج پارامتر با فرآیند جوشکاری، وضعیت فلز پایه و محیط سرویس قبل از سفارش است.

انتخاب قطر سیم

کاربردهای MIG (GMAW) از سیم 0.9 میلی‌متری برای ضخامت مواد تا 4 میلی‌متر، 1.0 تا 1.2 میلی‌متر برای 4 تا 12 میلی‌متر و 1.6 میلی‌متر برای مواد بالاتر از 12 میلی‌متر یا جوشکاری تولید با نرخ رسوب بالا استفاده می‌کند. قطر میله TIG (GTAW) 1.6 میلی متر، 2.4 میلی متر و 3.2 میلی متر به ترتیب با ضخامت های فلز پایه 1.5-4 میلی متر، 3-8 میلی متر و 6-15 میلی متر مطابقت دارد. سیم کم اندازه باعث ایجاد نقص در قسمت های ضخیم تر می شود. سیم بزرگ روی مواد نازک باعث سوختگی و گرمای بیش از حد ورودی به HAZ می شود.

دما و وضعیت سطح

برای کاربردهای MIG پوشش روشن یا سیم زخمی با لایه دقیق را مشخص کنید - لایه‌های اکسید غیریکنواخت روی سطح سیم ناپایداری قوس و تخلخل جوش را روی آلومینیوم ایجاد می‌کنند. سیم باید در بسته بندی مهر و موم شده در رطوبت نسبی کمتر از 60٪ نگهداری شود. جذب رطوبت روی سطح سیم تنها بزرگترین علت تخلخل هیدروژن در جوش های MIG آلومینیوم است. قبل از استفاده، هر سیمی را که تغییر رنگ سطح، لکه‌های اکسیداسیون یا آسیب قرقره را نشان می‌دهد، رد کنید.

صدور گواهینامه و قابلیت ردیابی

نیاز به سیم دارای گواهینامه AWS A5.10 / ASME SFA-5.10 با گواهی تست آسیاب (MTC) که ترکیب شیمیایی واقعی را در هر گرما نشان می دهد. برای کاربردهای مخازن تحت فشار و هوافضا، گواهینامه EN ISO 18273 و اسناد بازرسی شخص ثالث تحت اکثر کدهای ساخت قابل اجرا مورد نیاز است. قبل از استفاده، تأیید کنید که شماره لات گواهی با علامت‌های قرقره سیم مطابقت دارد - سیم پرکننده تایید نشده یا نادرست با استانداردهای ساخت ASME، EN 1090 و AWS D1.2 مطابقت ندارد.

انتخاب گاز فرآیندی

جوشکاری MIG ER5154 به 100% گاز محافظ آرگون یا مخلوط های Ar/He نیاز دارد (تا 25% هلیوم برای افزایش نفوذ در مواد بالای 10 میلی متر). افزودن هلیوم ولتاژ قوس و ورودی گرما را افزایش می دهد - برای مقاطع سنگین مفید است و برای مواد ورق زیر 3 میلی متر مضر است. افزودن CO2 برای آلومینیوم MIG قابل قبول نیست - دی اکسید کربن با حوضچه مذاب واکنش می دهد و باعث ایجاد تخلخل و ترکیبات اکسیدی می شود که مقاومت کششی فلز جوش را کمتر از حداقل الزامات AWS کاهش می دهد.

مسابقه قدرت فیلر در مقابل بیس متال

بررسی کنید که ER5154 به بازده اتصال مورد نیاز برای محاسبه سازه دست می یابد. روی فلز پایه 5154-H32 (مقاومت کششی 230-270 مگاپاسکال)، ER5154 در حداقل 240 مگاپاسکال کارایی اتصال 89 تا 100 درصد را در جوش های لب به لب ارائه می کند. در فلز پایه 5454-H34 با استحکام بالاتر (270-305 مگاپاسکال)، راندمان اتصال به 79 تا 89٪ کاهش می یابد - اگر الزامات راندمان اتصال از 90٪ بر اساس کد ساختاری قابل اعمال فراتر رود، به طور بالقوه نیاز به کمک هزینه طراحی یا تغییر به ER5356 دارد.

PREV：سیم جوش آلومینیوم ER5087: مصارف صنعتی، استحکام و کاربردهای دریایی
NEXT：سیم جوش آلومینیوم MIG ER4047: راهنمای کامل