Kort introduktion til aluminium

Transkript

1 Kort introduktion til aluminium

2 AluCluster Et internationalt orienteret viden- og teknologicenter Oprettet i 1999 af kommuner, virksomheder og uddannelsesinstitutioner Omdannet til fond i Fonden stiftet af: Hydro Aluminium Tønder a.s Mærsk Container Industri AS Danfoss Drives A/S Sapa Profiler A/S

3 AluCluster Siden 2002 en del af Videnskabsministeriets innovative netværk 2005 AluCluster får topplacering i Oxford Researchs analyse af innovative netværk 2008 en del af EEN (Enterprise Europe Network)

4 Organisatorisk struktur Formelle partnere Konsulenter (kontrakt) Faste medarbejdere

5 Vision Det er AluClusters vision at støtte den danske konkurrenceevne gennem innovativ design og produktudvikling samt videnopbygning i forbindelse med aluminium og relaterede materialer.

6 Mission Det er AluClusters mission at støtte den eksisterende aluminiumklynge samt de tilhørende viden- og uddannelsesinstitutioner og aktivt bidrage til et bedre miljø. Dette vil primært foregå ved hjælp af: 1. Rådgivning og aktiv deltagelse i innovationsprojekter 2. At hjælpe virksomhederne ind i andre brancher og markeder, f.eks. Via EEN 3. Uddannelse af medarbejdere 4. Opbygning af videnbase, videnspredning

7 Samarbejder En væsentlig del af AluClusters arbejde sker i nært samarbejde med andre videninstitutioner. Det er bl.a.: Kunstakademiets Arkitektskole Danmarks Tekniske Universitet EUC Syd Force Technology Århus Ingeniørhøjskole Syddansk Universitet Teknologisk Institut Udviklingscenter for Møbler og Træ Aalborg Universitet, Esbjerg

8 Aluminiums egenskaber og muligheder Der anvendes Verden over aluminium til mange formål. Aluminium har også begrænsninger og skal som alle andre materialer anvendes der, hvor det netop opfylder kravene bedst muligt. Eros statuen på Piccadilly Circus i London, er fra 1893 og er så vidt vides den første statue støbt i aluminium. Den har været igennem en restaurering men havde klaret sig godt.

9 Aluminiums egenskaber og muligheder B&O Frederik d. VII s paradehjelm - aluminium

10 Historien 1807 H. Davy forsøger at fremstille aluminium fra en simpel elektrolyseproces H. C. Ørsted får reduceret aluminiumklorid til metal Med baggrund i H. C. Ørsteds data beskriver F. Wöhler aluminiums egenskaber Den franske videnskabsmand Henry Saint Claire Deville får reduceret aluminiumklorid med natrium, og starter produktion Hall i Amerika og Héroult i Frankrig udvikler uafhængigt af hinanden en elektrolysemetode til produktion af aluminium ved at anvende opløst kryolit Østrigeren Karl Josef Bayer finder en metode til udvinding af Al2O3 fra bauxit Der er nu etableret produktion i 7 lande (Canada, Frankrig, Italien, Norge, Schweiz, UK og USA). Total output: tons.

11 Aluminium Aluminium er et letmetal med en densitet på 2,7 g/cm3 og er dermed lettere end stål og Titan Aluminiumlegeringer kan få en høj styrke, så der opnås et bedre styrke/vægtforhold end for stållegeringer

12 Aluminiums egenskaber og muligheder Volume pr. vægtenhed 2 1,5 1, ,6 0,5 0,346 0,303 0,32 0,307 0 Aluminium Stål Kobber Messing Monel Titan Magnesium

13 Aluminium Aluminium kan let genbruges - recycles Aluminium har sammenlignelige priser med stål Aluminium er korrosionsresistent og kan yderligere korrosionsbeskyttes

14 Aluminiumlegeringer Til konstruktioner er det først og fremmest valsede og ekstruderede aluminiumdele, der anvendes De fleste strukturer er fremstillede af legeringer i 5000 eller 6000 serien

15 Aluminiumlegeringer Ren aluminium Kobber leg. Mangan Silicium Magnesium Si + Mg Zink Lithium Speciel 1xxx 2xxx 3xxx 4xxx 5xxx 6xxx 7xxx 8xxx 9xxx

16 Aluminiums egenskaber og muligheder Der er mange muligheder for at vælge den legering der opfylder det definerede behov.

17 Priser US$/Ton

18 Fremskrevet forbrug

19 Hvor bruges mængderne? Produkter Castings, 21% Others, 4% Sheet, plate & foil, 43% Rod, bar & wire, 7% Extrusions, 25% Anvendelser Others, 24% Buliding & construction, 21% Transportation, 23% Electrical, 10% Container & packing, 22%

20 Korrosion Al er naturligt korrosionsbeskyttet, idet der altid dannes et lag af aluminiumoxid på dets overflade, men som alle andre metaller kan for eksempel chlorid-ionen fra havvand trænge igennem den passive overflade Al er korrosionsbeskyttet i ph-området ca. 5 8 Det naturligt dannede Al2O3 lag kan forbedres gennem anodisering.

21 Korrosionsbeskyttelse

22 Galvanisk korrosion

23 Korrosionsbeskyttelse Aluminium anodiseres ofte Ved anodiseringsprocessen dannes der et beskyttende overfladelag på mellem 10 og 40 µ afhængig af procesbetingelserne. I anodiseringslaget kan der tilføjes farvestoffer og andre komponenter, idet overfladelaget inden sealing er poreåben. Ved hårdanodisering kan dannes lag op til 200 µ

24 Aluminiums egenskaber og muligheder TEXT

25 Aluminiums egenskaber og muligheder Hvorfor anodisering? Korrosionsbestandighed Vedvarende (nyt) udseende Smudsafvisende overflader Dekorativ overflade med bestandig farve og glans Slidbestandige overflader Elektrisk isoleret overflade Underlag for evt. efterfølgende påføring af lim eller trykfarve

26 Korrosionsbeskyttelse Aluminiumkonstruktioner kan males Før malingspåføring var de tidligere chromaterede for bedre vedhæftning og korrosionsbeskyttelse. Med baggrund i ROHS direktivet er dette på vej ud og nye metoder på ved ind. Der kan males med næsten alle malingstyper, men epoxymalinger som primer er de mest anvendte til korrosionsbelastede miljøer

27 Korrosionsbeskyttelse Der kan for eksempel etableres en korrosionsbeskyttelse på Al med en anodiseringsproces efterfulgt af en behandling med traditionel eller speciel overfladebehandling HVIS MAN ALTSÅ VIL MALE DET ER OFTE IKKE NØDVENDIGT

28 Brandbarhed Aluminium og dens legeringer smelter omkring 660 o C Aluminium brænder under normale omstændigheder ikke Aluminium er mere varmeledende end stål og kan derfor bedre lede varme væk Aluminium har termiske varmeledningstal mellem 180 og 230 W/m C og stål ca. 50 W/m C

29 Aluminiums egenskaber og muligheder

30 Cluster - Broen

31 Aluminium i byggeri

32 Fremtiden og aluminium Aluminium kan anvendes til mange formål Aluminium har mange fordele sammenlignet stål, der traditionelt anvendes Aluminium er lettere og er mere korrosionsresistent Der kan anvendes aluminium mange flere steder end, der gøres nu

33 Samling af aluminium Aluminium kan samles gennem Svejsning Limning Boltning

34 Svejsning

35 Lidt om svejsning Faktorer der skal tages højde for Enkel eller kompliceret svejsning Efterbehandling. Er der farve overensstemmelse efter anodisering Styrke og korrosionsmodstand Valg af legering? Leveringstilstand? Tilsatsmateriale? Metode?

36 Legeringer Svejsbare legeringer EN-AW Kemiske betegnelse: Alle typer ulegeret aluminium De fleste deformations hærdbare legeringer Varmehærdbare legeringer f.eks: 1050 A Al99,5 AlMn1 AlMg2,5 AlMg4,5Mn0,7 AlMgSi0,7 AlMgSi AlMgSi1,0Mn AlZn5,5Mg1,5 AlMgSi

37 Materialestruktur og svejsning Styrke MPa Temperatur C

38 Styrketab Legering Tilstand Brudstyrke ca.δ brud i MPa Legeringstype Svejsningsstyrke ca.δ brud i MPa Al 99,5 (AA 1050) AlMg3 ikke hærdbart ikke hærdbart AlMg4,5 Mn (AA 5083) AlMgSi1 (AA 6083) AlZnMg1 (AA 7005) T4 T6 ikke hærdbart hærdbart hærdbart ') 280 ')

39 Kvalitetsstyring Styr på processen Hvad er det, kunden har bestilt? Behovsdefinition af indkøb. Valg af leverandør. Ordre afgives med specifikation. Pas på kundeleverede råvarer. Tegningsstyring kundens eller egne tegninger, har vi sidst opdaterede? Fuld procesbeskrivelse og dokumentation for gennemførsel. Krævede tests gennemført, som for eksempel dimensionskontrol, tilstand, trækstyrker og hårdhed, kalibrering. Sporbarhed af legeringer og nødvendig dokumentation ved afsendelse.

40 Kemisk sammensætning i %: Kvalitetsstyring

41 Fejltyper Poredannelser: Årsag Forurenet materiale eller dårlig gasbeskyttelse. Tiltag Rengøring og eftersyn af gastilførsel Overophedet svejsning Årsag For høj strøm eller for lav svejsehastighed Tiltag Ændre på svejsparametrene Størkningssprækker/varmsprækker Årsag Magnesiumindhold 1-2% i svejsebadet, store spændinger, forureninger Tiltag Vurdere sammensætning svejsning, rengøring Wolframindeslutninger Årsag Wolframelektroden har været i kontakt med smeltebadet Tiltag Vælg en bedre svejseteknik Fejlfri svejsning Lys og jævn svejsefuge med lyse bånd lang svejsninge, viser, at svejsningen er foregået med god gasbeskyttelses og de rigtige svejseparametre

42 FSW - Friktion Stir Welding

43 Certificeringer - Force Certificering af svejsere (ISO ) Kontrol af færdigt svejsearbejde (PT, RT, Trykprøvning) ISO (Porer, Bindingsfejl) Skriftlige svejseanvisninger (WPS) Procedureprøver (ISO ) Dokumentation Styring af materialer, tilsatsmaterialer, svejsere, WPS er

44 Links til viden Diverse links AluBase: SASAK: AluMatter: AluSelect: AluBook: Form og stof: