Welding and Mechanical Testing of Aluminium Alloys for use in Constructions

Abstract

Målet med denne masteroppgaven er å produsere Al-Si-Mg legeringer til bruk i store konstruksjoner, samtidig som styrken ikke skal bli redusert i noen særlig grad som følge av sveising. Metallplater har gått gjennom ulike nedkjølingmetoder etter innherding, og mekaniske egenskaper har blitt sammenlikna med plater som har opplevd et temperaturforløp som vanligvis brukes i dag. Det viste seg at å kjøle platene i varmt vann ga de beste resultatene. Det antas at kjøling i varmt vann gir bedre mekaniske egenskaper ettersom det bør gi større konsentrasjoner av $\beta$'' partikler som har et stort styrkebidrag i Al-Si-Mg legeringer. I tillegg viste det seg at friksjonssveising virker å være en bedre sveisemetode for målet med denne masteroppgaven enn metal inert gass sveising. Til slutt har resultatene blitt sammenlikna med simuleringsmodellen NaMo. Denne modellen hadde en feil i hardhet til basematerialet på kun 6\%, men slet mer med nøyaktige beregninger nærmere sveisen, og med å beskrive strekkfastheten til metallet.

The aim of this thesis is to produce Al-Si-Mg alloys to be used in large constructions, while having a small strength decrease from welding. Different cooling methods from solution heat treatment have been investigated and compared to similar alloys that is commonly used in large constructions today. What was found, is that cooling metal plates in warm water has the most promising mechanical properties. It is assumed that this cooling method works best because of a larger concentration of $\beta''$ particles that contribute to a high strength in Al-Si-Mg alloys. In addition it was found that \ac{FSW} seems to be a better welding option for the aim of this thesis than \ac{MIG}. Lastly, the results have been compared to the simulation model NaMo. This model calculated the hardness in the base material with an error of only 6\%, but struggled more with giving accurate predictions closer to the weld, and to describe the tensile strength of the metal.