Aluminium
Vad är aluminium?
Aluminium är en av de vanligaste metallerna i jordskorpan. Faktum är att det utgör 8% av jordskorpans totala vikt. Det har blivit ett av de mest använda materialen som används inom industrin - trots att det bara är 200 år sedan danska H. C. Ørsted upptäckte och tillverkade aluminium för första gången.
Aluminiumlegeringar
Rent aluminium legeras med små mängder av andra metaller för att få fram vissa egenskaper – t ex förbättrad hållfasthet och bearbetningsförmåga.
Dessa legeringar delas in i 8 serier enligt EN 573-3, och legeringsnamnen sträcker sig från 1xxx till 8xxx. Det innebär att legering 6082 tillhör 6xxx-serien och 5005 tillhör 5xxx-serien.
Legeringsgrupper inom aluminium
|
Grupp |
Legeringsämnen |
Egenskaper |
Används vanligen till: |
|
1xxx |
Min. 99% aluminium |
+ Hög korrosionsbeständighet, god ledningsförmåga, formbar - Låg hållfasthet |
- Folie, aluminiumformar - Fasadplåt - Elektronik |
|
2xxx |
Koppar |
+ Hög hållfasthet, bra för bearbetning - Låg korrosionsbeständighet, inte lämplig för dekorativ anodisering |
- Gängor och bultar - Flygplansutrustning - Militärfordon |
|
3xxx |
Mangan |
+ Mycket formbart, lämpligt för anodisering, svetsning och lödning - Låg hållfasthet |
- Öl- och läskedrycksburkar - Emballage - Luftkonditionering, värme- och kylutrustning |
|
4xxx |
Kisel |
+ Lämplig för svetsning och lödning - Icke formbar, låg hållfasthet |
- Svetsning/svetstråd - Fasader anodiserade i svart/mörkt grått - Gjutlegeringar |
|
5xxx |
Magnesium |
+ Formbar, kan ha hög korrosionsbeständighet - Medelhög hållfasthet |
- Fasader - Byggnadsställningar - Bilindustrin |
|
6xxx |
Kisel och magnesium |
+ Svetsbar, hög korrosionsbeständighet, lämplig för dekorativ anodisering - Låg formbarhet |
- Profiler, t.ex. för dörrar, fönster, transportvagnar - Offshore |
|
7xxx |
Zink, sekundärt magnesium och koppar |
+ Hög hållfasthet, lämplig för bearbetning - Risk för korrosion |
- Flyg - Militär utrustning och utrustning för flyg- och rymdindustrin - Skidutrustning |
|
8xxx |
Här hittar du de legeringar som inte passar in i de första sju kategorierna. Därför kan inget generellt sägas om 8xxx-serien. |
||
Vad används aluminium till?
Aluminium används i praktiskt taget alla branscher, t.ex. fönster, beklädnad och byggmaterial.
Du hittar många fasader klädda i aluminium, till exempel i form av sandwichpaneler som STAC BOND. När aluminium behöver synas, t.ex. på en fasad eller som en designad hi-fi produkt, anodiseras eller lackeras aluminium vanligtvis i en annan färg än den karakteristiska silverfärgen.
Detta görs för aluminiumprofiler på trä-/aluminiumfönster, som kombinerar aluminiumets korrosionsbeständighet på utsidan med träets attraktiva utseende på insidan av huset. Genom att måla trä och metall i samma färg får fönstret ett enhetligt utseende trots de två mycket olika materialen.
Aluminiumprofiler används i stor utsträckning inom alla delar av industrin. De är lätta och aluminium kan strängpressas till många olika former. Detta gör aluminium idealiskt för lätta men starka konstruktioner.
Du kan se några exempel från våra kunder här.
Kan man svetsa i aluminium?
Du kan svetsa i aluminium. Men först måste man ta sig förbi oxidskiktet, som har en smältpunkt på 2060 grader Celsius. Det finns olika metoder för detta, bland annat TIG- och MIG-svetsning.
Eftersom aluminium är en mycket god värmeledare ska du vara medveten om att HAZ (Heat Affected Zone) är stort. Det innebär att värmen sprider sig långt in i metallen från svetsfogen.
Läs mer: Svetsning i aluminium
|
Fysiska egenskaper av aluminium |
|
|
Densitet |
2.7 g/cm3 |
|
Smältpunkt |
660 °C |
|
Värmeledningsförmåga |
215 W/m*K |
|
Elektrisk ledningsförmåga |
59.5 %IACS |
|
Värmeutvidgningskoefficient |
23.5 µm/m*K |
Du kan se de mekaniska egenskaperna och den kemiska sammansättningen för de enskilda aluminiumlegeringarna här.
Aluminium är ett lätt men starkt material. Jämfört med rostfritt stål kan du uppnå samma styrka med betydligt lägre vikt. Aluminium kännetecknas av hög värmeledningsförmåga och elektrisk ledningsförmåga, och det har ett naturligt oxidskikt som ger ett bra skydd mot korrosion.
Fördelen med aluminium är att man får likartade egenskaper som koppar (ledningsförmåga) och rostfritt stål (korrosionsbeständighet), men till en mycket låg vikt. Dessutom kan aluminium strängpressas till profiler.
Termisk expansion
Aluminium expanderar och drar ihop sig beroende på temperaturen.
I miljöer med stora temperaturvariationer, t.ex. utomhus i Sverige, är det viktigt att ta hänsyn till termisk expansion, även kallad värmeutvidgning.
Du beräknar expansionen med hjälp av värmeutvidgningskoefficienten, som för rent aluminium är 23,5 µm/m*K.
Exempel:
- En plåt av legering 5754 (värmeutvidgningskoefficient: 23,7 µm/m*K) monteras på en fasad.
- Vid -20 °C uppmäts plåten till 1000 mm
- Vid +30 °C, dvs. 50 grader varmare, är den termiska expansionen:
23,7 µm/(m*K)*1 m*50 K=1185 µm=1,19 mm
Plåten är alltså 1001,19 mm vid +30 °C.
Expansionen sker i alla riktningar. Det innebär att du måste beräkna expansionen för detaljens höjd, tjocklek och bredd.
Valsriktning
På en valsad plåt ser du strukturlinjer i ytan från när plåten valsades till rätt tjocklek.
Beroende på vad plåten ska användas till kan det vara nödvändigt att ta hänsyn till valsriktningen då detta syns på den färdiga plåten. Det kan även finnas spänningar i plåten som blir en viktig faktor beroende på hur den sågas.
För att skapa ett enhetligt utseende är det därför viktigt att olika plåtar eller detaljer monteras så att strukturlinjerna löper i samma riktning.
Om plåten ska bockas kan valsriktningen påverka bockningsförmågan.
Vid beställning av sågad plåt måste du ibland du ange valsriktning. Detta säkerställer att den färdiga plåten har rätt egenskaper. I detta exempel kommer plåten att ha en valsriktning på 300 mm:
Korrosion av aluminium
Aluminium kan användas i många olika miljöer utan att korrodera. Det är en av anledningarna till att aluminium har så många användningsområden.
Men som med alla metaller är det viktigt att välja rätt legering för den omgivande miljön. Därför måste du veta vilken korrosionsklass du arbetar med.
Oxidskikt
Hemligheten bakom aluminiums goda korrosionsbeständighet är det oxidskikt som aluminium bildar när det kommer i kontakt med syre från luften.
När oxidskiktet tjocknar blir det svårare för det råa aluminiumet att komma i kontakt med den omgivande miljön. På så sätt blir metallen mer och mer skyddad mot miljöpåverkan och eventuell korrosion.
När du anodiserar aluminium får metallen ett extra tjockt och processkontrollerat oxidskikt. Anodisering kan därför ha både ett praktiskt och ett dekorativt syfte.
Det optimala pH-värdet för oxidskiktet ligger i intervallet 4-9. Syror och baser utanför detta intervall bryter ner oxidskiktet. Därför är det mycket viktigt att aluminiumprodukter i allmänhet rengörs enligt tillverkarens anvisningar, ex fasadplåtar.
Kan aluminium rosta?
Aluminium kan inte rosta - det kan bara järn.
Aluminium kan dock korrodera om den legering du väljer inte är lämplig för miljön. Till exempel om du har valt en 2xxx-legering för användning i offshore-miljö.
Det kan också hända om du sätter ihop aluminium med en annan metall som ligger högre i spänningsintervallet för elektroner, utan att använda en offeranod eller en skyddande beläggning. Det kallas för galvanisk korrosion.
Rengöring av aluminium
Det är viktigt att hålla aluminium någorlunda rent för att undvika korrosion och missfärgning. Detta gäller även om metallen är anodiserad eller lackerad.
En anodiserad yta mår, precis som det naturliga oxidskiktet, bäst av pH-värden mellan 4 och 9. Starkare syror och baser bryter ner skiktet och ger en bra grund för korrosion.
Rengöringsmedel
Det bästa rengöringsmedlet är rent vatten, eventuellt med en tvålprodukt med ett pH-värde mellan 6 och 8. Det är viktigt att rengöringsmedlen inte innehåller klor. Efter rengöring sköljs ytan med rent vatten.
Mycket smutsiga ytor kan rengöras med vattenhaltiga lösningsmedel som alkohol, aceton, bensin, thinner, fotogen och terpentin.
Metoder för rengöring av aluminium
Aluminium trivs i torra miljöer där materialet inte utsätts för väta under långa ihållande perioder. Regelbunden nederbörd kan dock hjälpa till att hålla ex fasadytor naturligt rena och förhindra att smuts och fukt byggs upp.
Om du behöver rengöra aluminium kan du använda den här listan som utgångspunkt. Listan är rangordnad från den mest skonsamma metoden (vatten) till den mest aggressiva (slipmedel):
- Vanligt vatten
- Mild tvål/rengöringsmedel
- Lösningsmedel, t.ex. fotogen, terpentin eller lacknafta
- Kemiska rengöringsmedel som inte är frätande
- Polering med vax (kan tillfälligt skada oxidskiktet)
- Slipning med vax (kan tillfälligt skada oxidskiktet)
- Slipande rengöringsmedel (kan tillfälligt skada oxidskiktet)
Återvinning av aluminium
Återvinning av aluminium kräver endast ca 5% av den energi som behövs för att producera nytt aluminium (även känt som primärproduktion). Därför har återvunnet aluminium ett mycket lågt koldioxidavtryck jämfört med nyproducerat aluminium.
På Alumeco säljer vi återvunnet aluminium under namnet RecycAl. Vi säljer även GreenAl, som är aluminium producerat med förnybar energi.