ลวดโลหะผสม Al-Mg ER5154: คู่มือความแข็งแกร่ง การใช้งาน และการเลือก

Author: admin / 2026-06-07

ในบรรดาวัสดุสิ้นเปลืองการเชื่อมอลูมิเนียม ER5154 ลวดโลหะผสม Al-Mg ครอบคลุมช่วงประสิทธิภาพที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำ — แข็งแกร่งกว่าสารตัวเติมฐานซิลิกอน ER4043, ทนทานต่อการกัดกร่อนมากกว่า ER5052 และคิดค้นสูตรมาโดยเฉพาะสำหรับการเชื่อมโลหะฐานอะลูมิเนียม-แมกนีเซียมที่มีความแข็งแรงปานกลางในทะเล ภาชนะรับความดัน และสภาพแวดล้อมการผลิตโครงสร้าง การได้รับข้อมูลจำเพาะที่ถูกต้องต้องอาศัยความเข้าใจว่า ER5154 เหมาะสมกับระบบจำแนกประเภทตัวเติม AWS A5.10 ตรงไหนบ้าง คุณสมบัติทางกลที่โลหะเชื่อมที่ฝากไว้มีให้ วิธีจับคู่เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดและพารามิเตอร์กระบวนการให้เข้ากับการใช้งาน และสภาวะแวดล้อมใดที่จำเป็นต้องมี ER5154 เหนือการกำหนดโลหะผสมที่แข่งขันกัน

ER5154 — การจัดประเภท AWS A5.10

ซีรี่ส์ Al-Mg / แมกนีเซียม 3.1 – 3.9% / อลูมิเนียมสมดุล

Mไอจี (GMAW) TIG (GTAW) เกรดมารีน ภาชนะรับความดัน ไม่สามารถรักษาด้วยความร้อนได้

240

MPa

นาที ความต้านทานแรงดึง (แบบเชื่อม)

3.9%

มก. สูงสุด

ปริมาณแมกนีเซียมตาม AWS A5.10

-65°ซ

ถึง 150°C

ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน

แอปพลิเคชันใดที่เหมาะกับสาย ER5154

ลวด ER5154 ได้รับการออกแบบมาเพื่อการเชื่อมโลหะฐานอะลูมิเนียมซีรีส์ 5xxx — ส่วนใหญ่เป็นโลหะผสม 5154, 5254, 5454 และ 5056 — โดยที่โลหะเชื่อมที่ฝากไว้จะต้องตรงกันหรือเกินกว่าความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติทางกลของวัสดุฐาน ปริมาณแมกนีเซียมปานกลางที่ 3.1–3.9% จะอยู่ระหว่าง ER5052 ที่มี Mg ต่ำและ ER5183 ที่มี Mg สูงในเมทริกซ์การเลือกตัวเติมอะลูมิเนียม

การผลิตทางทะเล

ตัวเรือ โครงสร้างดาดฟ้า ถังเชื้อเพลิง และทางเดิน ผลิตจากแผ่นอะลูมิเนียมซีรีส์ 5xxx ER5154 เป็นที่นิยมมากกว่า ER4043 ในสภาพแวดล้อมทางทะเล เนื่องจากสารตัวเติมฐานซิลิกอนเร่งการกัดกร่อนของกัลวานิกเมื่อแช่ในน้ำเค็ม ศักยภาพในการกัดกร่อนของคราบเชื่อมนั้นใกล้เคียงกับโลหะฐาน 5154 และ 5454 อย่างใกล้ชิด ช่วยป้องกันการโจมตีบริเวณรอยเชื่อมพิเศษในการแช่น้ำทะเล

ภาชนะรับแรงดันและถัง

ถังเก็บสารเคมี, LPG, ของเหลวแช่แข็ง และก๊าซในกระบวนการที่ผลิตจากแผ่น 5154-H32 หรือ 5454-H34 AWS D1.2 และ ASME Section IX มีคุณสมบัติ ER5154 สำหรับการเชื่อมแบบรักษาแรงดันในแอปพลิเคชันเหล่านี้ โลหะผสมมีความไวต่อการแตกร้าวต่ำและความสามารถในการเจาะทะลุได้เต็มที่กับความหนาของวัสดุตั้งแต่ 3 มม. ถึง 50 มม. ทำให้เป็นข้อกำหนดคุณสมบัติตัวเติมมาตรฐานในรหัสการผลิตภาชนะรับความดัน

โครงสร้างการขนส่ง

ตัวรถบรรทุก รถพ่วงบรรทุกน้ำมัน ตัวรถราง และโครงสร้างรถบัสที่ประดิษฐ์จากการอัดขึ้นรูปและแผ่นซีรีส์ 5xxx ER5154 มอบความแข็งแรงแบบเชื่อมที่เพียงพอสำหรับข้อต่อโครงสร้างที่ไม่ผ่านการบำบัดความร้อน ในขณะที่ยังคงความเหนียวที่จำเป็นในการดูดซับวงจรความล้าจากการรับน้ำหนักบนถนน ซึ่งเป็นส่วนผสมที่สารตัวเติมที่มี Mg สูง ER5356 สามารถประนีประนอมผ่านความเค้นตกค้างที่เพิ่มขึ้นในข้อต่อส่วนที่บาง

สถาปัตยกรรมและโครงสร้าง

โครงผนังม่าน พื้นสะพาน และส่วนประกอบโครงสร้างในสภาพแวดล้อมบรรยากาศชายฝั่งหรืออุตสาหกรรม ER5154 ได้รับการระบุเมื่อการเชื่อมเสร็จแล้วจะต้องต้านทานมลพิษทางอุตสาหกรรม ฝนกรด และการสะสมของเกลือชายฝั่งโดยไม่มีการเคลือบป้องกัน ประสิทธิภาพข้อต่อเกิน 85% ของความต้านทานแรงดึงของโลหะพื้นฐานในการกำหนดค่าข้อต่อ T และข้อต่อชนบนโลหะฐาน 5154 และ 5454

ความเข้ากันได้ของโลหะฐาน — ฟิลเลอร์ ER5154

โลหะพื้นฐานที่แนะนำ

5154, 5254 — ซีรีส์โลหะผสมแบบตรง
5454, 5056 — ชุดค่าผสมที่เข้าเกณฑ์ AWS A5.10
5052 — ยอมรับได้แต่ประสิทธิภาพข้อต่อลดลง
3003, 3004 — การใช้งานเชิงโครงสร้างที่จำกัด

หลีกเลี่ยงโลหะพื้นฐานเหล่านี้

6061, 6063 — ใช้ ER4043 หรือ ER5356 แทน
ซีรีส์ 7xxx — สารตัวเติมที่มี Mg สูงทำให้เกิดการแตกร้าวจากความร้อน
ซีรีส์ 2xxx — สารตัวเติมไม่เข้ากันกับโลหะผสม Cu-bearing
อลูมิเนียมบริสุทธิ์ 1xxx — ความแข็งแรงไม่ตรงกัน

ความแข็งแรงของลวดเชื่อม ER5154 คืออะไร?

คุณสมบัติทางกลของโลหะเชื่อมที่ฝากไว้ ER5154 อยู่ภายใต้ข้อกำหนดขั้นต่ำของ AWS A5.10 / ISO 18273 ตัวเลขด้านล่างแสดงถึงผลการทดสอบโลหะเชื่อมทั้งหมด — คุณสมบัติที่วัดได้จากคราบเชื่อมที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการที่ได้รับการควบคุม ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณทางวิศวกรรม

คุณสมบัติ	ER5154 (แบบเชื่อม)	ER5052 (แบบเชื่อม)	ER5356 (แบบเชื่อม)	ER4043 (แบบเชื่อม)
ความต้านแรงดึง	ขั้นต่ำ 240 MPa	ขั้นต่ำ 175 MPa	ขั้นต่ำ 260 MPa	ขั้นต่ำ 145 MPa
ความแข็งแรงของผลผลิต (0.2%)	130 – 150 เมกะปาสคาล	95 – 110 เมกะปาสคาล	145 – 165 เมกะปาสคาล	70 – 85 เมกะปาสคาล
การยืดตัว	17 – 22%	17 – 22%	17 – 20%	9 – 12%
ความแข็ง (HB)	60 – 68	45 – 55	65 – 75	35 – 45
แรงเฉือน	140 – 155 เมกะปาสคาล	100 – 115 เมกะปาสคาล	155 – 170 เมกะปาสคาล	80 – 95 เมกะปาสคาล

หมายเหตุการรักษาความร้อน

ER5154 เป็นสารตัวเติมที่ไม่สามารถรักษาด้วยความร้อน — การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) จะไม่เพิ่มความแข็งแรงของโลหะเชื่อม และอาจลดความต้านทานการกัดกร่อนโดยการตกตะกอนเบต้าเฟส (Al3Mg2) ที่ขอบเขตของเกรนที่สูงกว่า 65°C สำหรับการใช้งานที่ต้องการการให้ความร้อนหลังการเชื่อม โปรดศึกษารหัสการผลิตที่เกี่ยวข้องก่อนที่จะระบุ ER5154 ทับวัสดุตัวเติมอื่นในซีรีส์ 5xxx หรือ 4xxx

ลวด ER5154 ใดให้ความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีที่สุด?

ER5154 ลวดโลหะผสม Al-Mg ได้ความต้านทานการกัดกร่อนจากปริมาณแมกนีเซียมและความเข้ากันได้ทางไฟฟ้าเคมีของรอยเชื่อมกับโลหะฐานซีรีส์ 5xxx กลไกการกัดกร่อนที่แตกต่างกันสามประการเกี่ยวข้องกับการระบุ ER5154 ในสภาพแวดล้อมการบริการ

เอสเอส

การแช่น้ำเค็มและทะเล

คราบเชื่อม ER5154 มีศักยภาพในการกัดกร่อนประมาณ -760 mV (SCE) ในสารละลาย NaCl 3.5% ซึ่งเข้ากันได้อย่างใกล้ชิดกับโลหะฐาน 5154 และ 5454 ที่ -740 ถึง -760 mV การจับคู่ที่เป็นไปได้นี้ป้องกันการเกิดกัลวานิกคู่ระหว่างโซนเชื่อมและ HAZ ซึ่งเป็นกลไกการกัดกร่อนที่โดดเด่นในโครงสร้างอะลูมิเนียมเชื่อมในน้ำทะเล การทดสอบการจุ่มโดยเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าคราบ ER5154 สูญเสียน้อยกว่า 0.05 มม./ปีในสภาพแวดล้อมน้ำทะเลที่จุ่มอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิแวดล้อม

ความต้านทานตามขอบเกรนและอาการแพ้

โลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียมที่มี Mg สูงกว่า 3% สามารถทำให้เกิดอาการแพ้ได้ — ตกตะกอนเฟสเบต้าที่ไวต่อการกัดกร่อนที่ขอบเขตของเกรน — เมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิระหว่าง 65°C ถึง 175°C เป็นเวลานาน ER5154 ที่ 3.1–3.9% Mg อยู่ที่ขอบเขตล่างของช่วงความเสี่ยงต่อการเกิดอาการแพ้นี้ สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการบริการที่อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่อง ER5052 (2.2–2.8% Mg) เป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่า สำหรับบริการทางทะเลและเคมีที่อุณหภูมิแวดล้อม ER5154 ไม่มีความเสี่ยงต่อการแพ้ภายในขอบเขตการปฏิบัติงานที่ได้รับการจัดอันดับ

ที่

การกัดกร่อนในบรรยากาศและอุตสาหกรรม

ในการทดสอบการสัมผัสบรรยากาศต่อสเปรย์เกลือ ASTM B117 (รอบ 500 ชั่วโมง) การสะสมตัวของรอยเชื่อม ER5154 บนโลหะฐาน 5154 ไม่แสดงว่าเกิดการเกิดหลุมหลังจาก 500 ชั่วโมง ข้อมูลการสัมผัสบรรยากาศอุตสาหกรรมจากสภาพแวดล้อมชายฝั่งและปิโตรเคมีแสดงอัตราการออกซิเดชันของพื้นผิวน้อยกว่า 0.02 มม./ปี โดยไม่มีการเคลือบป้องกัน ประสิทธิภาพของบรรยากาศนี้เกินกว่าการสะสมของ ER4043 สามถึงสี่เท่าในบรรยากาศอุตสาหกรรมที่มีคลอไรด์

วิธีเลือกลวดโลหะผสม ER5154

การเลือกข้อกำหนดสายไฟ ER5154 ที่ถูกต้องเกี่ยวข้องกับการจับคู่พารามิเตอร์ 5 ตัวกับกระบวนการเชื่อม สภาพโลหะพื้นฐาน และสภาพแวดล้อมการบริการก่อนสั่งซื้อ

การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางลวด

Mไอจี (GMAW) applications use 0.9 mm wire for material thicknesses up to 4 mm, 1.0–1.2 mm for 4–12 mm, and 1.6 mm for material above 12 mm or high-deposition-rate production welding. TIG (GTAW) rod diameters of 1.6 mm, 2.4 mm, and 3.2 mm correspond to base metal thicknesses of 1.5–4 mm, 3–8 mm, and 6–15 mm respectively. Undersized wire produces cold-lap defects on thicker sections; oversized wire on thin material causes burn-through and excessive heat input to the HAZ.

อุณหภูมิและสภาพพื้นผิว

ระบุลวดพันสายไฟที่มีผิวสว่างหรือชั้นที่มีความแม่นยำสำหรับการใช้งาน MIG ชั้นออกไซด์ที่ไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวลวดทำให้เกิดความไม่เสถียรของส่วนโค้งและความพรุนในการเชื่อมบนอะลูมิเนียม ลวดต้องเก็บไว้ในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิทและมีความชื้นสัมพัทธ์น้อยกว่า 60% การดูดซับความชื้นบนพื้นผิวลวดเป็นสาเหตุที่ใหญ่ที่สุดเพียงประการเดียวของความพรุนของไฮโดรเจนในการเชื่อม MIG ของอะลูมิเนียม ปฏิเสธลวดใดๆ ที่แสดงการเปลี่ยนสีพื้นผิว การเกิดออกซิเดชัน หรือความเสียหายของแกนม้วนก่อนใช้งาน

การรับรองและตรวจสอบย้อนกลับ

ต้องใช้สายไฟที่ได้รับการรับรองตาม AWS A5.10 / ASME SFA-5.10 พร้อมใบรับรองการทดสอบโรงงาน (MTC) ที่แสดงองค์ประกอบทางเคมีตามจริงต่อความร้อน สำหรับการใช้งานภาชนะรับความดันและการบินและอวกาศ จำเป็นต้องมีใบรับรอง EN ISO 18273 และเอกสารการตรวจสอบจากบุคคลที่สามภายใต้รหัสการผลิตที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่ ยืนยันว่าหมายเลขล็อตใบรับรองตรงกับเครื่องหมายแกนม้วนสายก่อนการใช้งาน — เส้นลวดเติมที่ไม่ผ่านการรับรองหรือระบุผิดพลาดนั้นไม่เป็นไปตามมาตรฐานการผลิต ASME, EN 1090 และ AWS D1.2

กระบวนการคัดเลือกก๊าซ

การเชื่อม MIG ER5154 ต้องใช้ก๊าซป้องกันอาร์กอน 100% หรือส่วนผสม Ar/He (ฮีเลียมสูงถึง 25% สำหรับการเจาะทะลุวัสดุที่สูงกว่า 10 มม.) การเติมฮีเลียมจะเพิ่มแรงดันอาร์คและการป้อนความร้อน — มีประโยชน์ในส่วนที่มีน้ำหนักมาก ซึ่งส่งผลเสียต่อวัสดุแผ่นที่มีขนาดต่ำกว่า 3 มม. MIG อะลูมิเนียมไม่สามารถเติม CO2 ได้ เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับสระหลอมเหลว ทำให้เกิดความพรุนและการรวมตัวของออกไซด์ซึ่งจะลดความต้านทานแรงดึงของโลหะเชื่อมให้ต่ำกว่าข้อกำหนดขั้นต่ำของ AWS

การจับคู่ความแข็งแกร่งของฟิลเลอร์กับโลหะฐาน

ตรวจสอบว่า ER5154 บรรลุประสิทธิภาพข้อต่อที่จำเป็นสำหรับการคำนวณโครงสร้าง สำหรับโลหะฐาน 5154-H32 (ความต้านทานแรงดึง 230–270 MPa), ER5154 ที่ 240 MPa ขั้นต่ำให้ประสิทธิภาพข้อต่อ 89–100% ในการเชื่อมแบบชน สำหรับโลหะฐาน 5454-H34 ที่มีความแข็งแรงสูงกว่า (270–305 MPa) ประสิทธิภาพข้อต่อจะลดลงเหลือ 79–89% ซึ่งอาจต้องใช้ค่าเผื่อการออกแบบหรือเปลี่ยนเป็น ER5356 หากข้อกำหนดประสิทธิภาพร่วมเกิน 90% ตามรหัสโครงสร้างที่เกี่ยวข้อง

PREV：ลวดเชื่อมอลูมิเนียม ER5087: การใช้งานทางอุตสาหกรรม ความแข็งแรง และการใช้งานทางทะเล
NEXT：ลวดเชื่อมอลูมิเนียม MIG ER4047: คู่มือฉบับสมบูรณ์