Introducción
El escandio y el circonio son los 'superaditivos' de la soldadura de aluminio de alto rendimiento, utilizados principalmente en los sectores aeroespacial y de defensa más exigentes. Si bien son costosos, los beneficios, en particular la capacidad de recuperar la resistencia en la zona de soldadura de aleaciones no tratables térmicamente y suprimir distribuido el agrietamiento en caliente, no tienen paralelo. Se proporcionarán consumibles que contienen Sc/Zr controlados con precisión, lo que garantiza la adición requerida del 0,05 % al 0,20 % necesaria para maximizar el efecto fortalecedor (Al3Sc es el precipitado fortalecedor más potente del aluminio). Nuestro objetivo es mantener el estrecho rango de composición necesario para mantener el Sc en una solución sólida antes de soldarlo.
Especificación
| clave aditiva | Escandio (Sc) y Circonio (Zr) |
| Rango de concentración | 0,05 % a 0,20 % total de Sc y Zr (dependiente de la aleación) |
| Mecanismo de endurecimiento | Formación de nanoprecipitados coherentes de Al3(Sc,Zr) |
| Propiedad clave mejorada | Resistencia de la soldadura, resistencia al agrietamiento en caliente, tamaño de grano fino |
| Base de aleación | Normalmente 5XXX o variantes especializadas 6XXX |
Aplicaciones y soluciones
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Estructuras aeroespaciales: soldadura de metales base de alta resistencia (p. ej., 5083, 2219) donde una microestructura de soldadura fina y consistente es fundamental para el rendimiento ante la fatiga.
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Defensa y Balística: Fabricación de vehículos blindados y estructuras de misiles de alta integridad donde es obligatoria la máxima retención de resistencia en la soldadura.
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Tanques de alto rendimiento: Soldadura de recipientes a presión criogénica o altamente estresados donde se requiere una tenacidad superior a la fractura.
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Soldadura láser e híbrida: optimizada para procesos de alta densidad de energía donde la solidificación rápida requiere un fuerte refinamiento del grano para evitar grietas.
Preguntas frecuentes
- P: ¿Cómo prevenir el Sc y el Zr el agrietamiento en caliente? R: Actúan como potentes refinadores de granos, promoviendo la formación de muchos granos pequeños y equiaxiales durante la solidificación. Esta geometría permite que el metal líquido residual alimente el frente de solidificación de manera eficiente, cerrando la brecha de contracción de solidificación y evitando la iniciación de grietas.
- P: ¿Se pueden usar estos rellenos para el 6061 convencional? R: Sí, el uso de un relleno modificado con Sc/Zr en el 6061 mejorará significativamente la resistencia y la microestructura de la zona de soldadura en comparación con el estándar ER4043 o ER5356. Sin embargo, el costo puede resultar prohibitivo para aplicaciones no críticas.
- P: ¿Cuál es el factor principal de costo del alambre de escandio? R: El escandio es extremadamente raro y costoso de obtener y refinar. El costo del aditivo Sc en bruto domina el precio final del alambre, lo que lo convierte en un consumible especializado y de alto valor.
