Weld metal grain refinement of aluminium alloy 5083 through controlled additions of Ti and B

The refinement of the weld metal gram structure may lead to a significant change in its mechanical properties and in the weldability of the base metal. One possibility to achieve weld metal grain refinement is the inoculation of the weld pool. In this study, it is shown how additions of titanium and boron influence the weld metal grain structure of GTA welds of the aluminium alloy 5083 (Al Mg4.5Mn0.7). For this purpose, inserts consisting of base metal and additions of the master alloy Al Ti5Bl have been cast, deposited in the base metal and fused in a GTA welding process. The increase of the Ti and B content led to a significant decrease of the weld metal mean grain size and to a change in grain shape. The results provide a basis for a more precise definition of the chemical composition of commercial filler wires and rods for aluminium arc welding.

Kornfeinung im Schweißgüt kann die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht und die Schweißeignung des Grundwerkstoffs deutlich verbessern. Eine Möglichkeit korngefeintes Schweißgut zu erreichen, ist das Versetzen des Schmelzbades mit kornfeinenden Mitteln. In dieser Studie wird gezeigt wie Titan- und Borzusätze Korngröße und -struktur von WIG-Schweißnähten der AI-Legierung 5083 (AI Mg4,5MnO,7) beeinflussen. Dazu wurden in einem Gießprozess stäbchenförmige Einlagen hergestellt, die aus Grundwerkstoff und definierten Zusätzen der Kornfeinungslegierung AI Ti5Bl bestanden. Sie wurden als Ersatz für einen Schweißzusatzwerkstoff in einer Nut im Grundwerkstoff untergebracht und im WIG-Verfahren überschweißt. Durch die Steigerung des Titan- und Borgehalts im Schweißgut konnte dessen mittlere Korngröße deutlich verringert werden. Außerdem wurde eine Änderung der Kornstruktur beobachtet. Die Ergebnisse können als Grundlage genutzt werden, um die empfohlene chemische Zusammensetzung von Schweißzusätzen für Lichtbogenschweißen von Aluminium anzupassen.