Filo in lega Al-Mg ER5154: resistenza, usi e guida alla selezione

Author: admin / 2026-06-07

Tra i materiali di consumo per la saldatura dell'alluminio, Filo in lega Al-Mg ER5154 occupa una finestra di prestazioni definita con precisione: più forte dei riempitivi a base di silicio ER4043, più resistente alla corrosione di ER5052 e formulato specificamente per la saldatura di metalli di base in alluminio-magnesio di media resistenza in ambienti marini, recipienti a pressione e di fabbricazione strutturale. Per ottenere le specifiche corrette è necessario comprendere dove si inserisce ER5154 nel sistema di classificazione dei riempitivi AWS A5.10, quali proprietà meccaniche offre il metallo saldato depositato, come abbinare il diametro del filo e i parametri di processo all'applicazione e quali condizioni ambientali richiedono ER5154 rispetto alle designazioni delle leghe concorrenti.

ER5154 — Classificazione AWS A5.10

Serie Al-Mg / 3,1 – 3,9% magnesio / Bilanciamento alluminio

MIG (GMAW) TIG (GTAW) Grado marino Recipiente a pressione Non trattabile termicamente

240

MPa

minimo resistenza alla trazione (come saldato)

3,9%

mg massimo

Contenuto di magnesio secondo AWS A5.10

-65°C

a 150°C

Intervallo di temperatura operativa

Quali applicazioni sono adatte al cavo ER5154?

Il filo ER5154 è formulato per la saldatura di metalli di base in alluminio della serie 5xxx, principalmente leghe 5154, 5254, 5454 e 5056, dove il metallo di saldatura depositato deve corrispondere o superare la resistenza alla corrosione e le proprietà meccaniche del materiale di base. Il suo contenuto moderato di magnesio pari al 3,1–3,9% lo posiziona tra l'ER5052 a basso contenuto di Mg e l'ER5183 ad alto contenuto di Mg nella matrice di selezione dei riempitivi di alluminio.

Fabbricazione marina

Scafi di barche, strutture di coperta, serbatoi di carburante e passerelle realizzati con piastre di alluminio della serie 5xxx. ER5154 è preferito rispetto a ER4043 in ambienti marini perché i riempitivi a base di silicio accelerano la corrosione galvanica quando immersi in acqua salata. Il potenziale di corrosione del deposito di saldatura corrisponde strettamente al metallo di base 5154 e 5454, prevenendo l'attacco preferenziale alla zona di saldatura durante l'immersione in acqua di mare.

Recipienti a pressione e serbatoi

Serbatoi di stoccaggio per prodotti chimici, GPL, fluidi criogenici e gas di processo realizzati con piastra 5154-H32 o 5454-H34. AWS D1.2 e ASME Sezione IX qualificano ER5154 per saldature di mantenimento della pressione in queste applicazioni. La bassa sensibilità alla rottura della lega e la piena capacità di penetrazione su spessori di materiale da 3 mm a 50 mm ne fanno una specifica di riempimento standard nei codici di fabbricazione dei recipienti a pressione.

Strutture di trasporto

Carrozzerie di camion, rimorchi cisterna, carrozzerie di vagoni ferroviari e strutture di autobus fabbricate con estrusioni e piastre della serie 5xxx. ER5154 fornisce un'adeguata resistenza come saldato per giunti strutturali non trattati termicamente, pur mantenendo la duttilità necessaria per assorbire i cicli di fatica del carico stradale: una combinazione che i riempitivi ad alto contenuto di Mg ER5356 possono compromettere attraverso elevate sollecitazioni residue nei giunti a sezione sottile.

Architettonico e strutturale

Strutture per facciate continue, impalcati per ponti ed elementi strutturali in ambienti atmosferici costieri o industriali. ER5154 è specificato laddove la saldatura finita deve resistere agli inquinanti industriali, alle piogge acide e alla deposizione di sale costiero senza rivestimento protettivo. L'efficienza del giunto supera l'85% della resistenza alla trazione del metallo di base nelle configurazioni con giunti a T e giunti di testa sui metalli di base 5154 e 5454.

Compatibilità con i metalli di base: riempitivo ER5154

Metalli di base consigliati

5154, 5254 - serie in lega ad abbinamento diretto
5454, 5056: combinazione qualificata AWS A5.10
5052 — accettabile con efficienza congiunta ridotta
3003, 3004 - applicazione strutturale limitata

Evitare su questi metalli di base

6061, 6063: utilizzare invece ER4043 o ER5356
Serie 7xxx: i riempitivi ad alto contenuto di Mg causano cracking a caldo
Serie 2xxx: incompatibilità del riempitivo con leghe contenenti rame
1xxx alluminio puro: mancata corrispondenza della resistenza

Qual è la resistenza del filo di saldatura ER5154?

Le proprietà meccaniche del metallo saldato depositato ER5154 sono regolate dai requisiti minimi delle specifiche AWS A5.10/ISO 18273. Le figure seguenti rappresentano i risultati dei test su tutti i metalli saldati: proprietà misurate su depositi di saldatura realizzati in condizioni di laboratorio controllate, che fungono da base per i calcoli ingegneristici.

Proprietà	ER5154 (come saldato)	ER5052 (come saldato)	ER5356 (come saldato)	ER4043 (come saldato)
Resistenza alla trazione	240 MPa min	175 MPa min	260 MPa min	145 MPa min
Limite di snervamento (0,2%)	130 – 150MPa	95 – 110MPa	145 – 165MPa	70 – 85MPa
Allungamento	17 – 22%	17 – 22%	17 – 20%	9 – 12%
Durezza (HB)	60 – 68	45 – 55	65 – 75	35 – 45
Resistenza al taglio	140 – 155MPa	100 – 115MPa	155 – 170MPa	80 – 95MPa

Nota sul trattamento termico

ER5154 è un riempitivo non trattabile termicamente: il trattamento termico post-saldatura (PWHT) non aumenta la resistenza del metallo saldato e può ridurre la resistenza alla corrosione facendo precipitare la fase beta (Al3Mg2) ai bordi dei grani superiori a 65°C. Per le applicazioni che richiedono un trattamento termico post-saldatura, consultare il codice di fabbricazione applicabile prima di specificare ER5154 su riempitivi alternativi nelle serie 5xxx o 4xxx.

Quale filo ER5154 offre la migliore resistenza alla corrosione?

Filo in lega Al-Mg ER5154 deriva la sua resistenza alla corrosione dal contenuto di magnesio e dalla compatibilità elettrochimica del deposito di saldatura con i metalli di base della serie 5xxx. Tre distinti meccanismi di corrosione sono rilevanti per specificare ER5154 negli ambienti di servizio.

Immersione in acqua salata e marina

I depositi di saldatura ER5154 hanno un potenziale di corrosione di circa -760 mV (SCE) in una soluzione di NaCl al 3,5% - molto simile al metallo di base 5154 e 5454 da -740 a -760 mV. Questa potenziale corrispondenza impedisce la formazione di coppie galvaniche tra la zona di saldatura e la ZTA, che è il meccanismo di corrosione dominante nelle strutture di alluminio saldate in acqua di mare. Test comparativi di immersione mostrano che i depositi di ER5154 perdono meno di 0,05 mm/anno in ambienti di acqua di mare continuamente immersi a temperatura ambiente.

Resistenza intergranulare e di sensibilizzazione

Le leghe di alluminio-magnesio con Mg superiore al 3% possono sensibilizzare, facendo precipitare la fase beta sensibile alla corrosione ai bordi dei grani, se mantenute a temperature comprese tra 65°C e 175°C per periodi prolungati. ER5154, al 3,1–3,9% Mg, si trova al limite inferiore di questo intervallo di rischio di sensibilizzazione. Per le applicazioni che prevedono un servizio prolungato a temperature elevate, ER5052 (2,2–2,8% Mg) fornisce un'alternativa più sicura; per servizi chimici e marini a temperatura ambiente, ER5154 non presenta rischi di sensibilizzazione all'interno del suo intervallo operativo nominale.

Corrosione atmosferica e industriale

Nei test di esposizione atmosferica secondo ASTM B117 nebbia salina (ciclo di 500 ore), i depositi di saldatura ER5154 sul metallo base 5154 non mostrano alcun inizio di vaiolatura dopo 500 ore. I dati di esposizione all'atmosfera industriale provenienti da ambienti costieri e petrolchimici mostrano tassi di ossidazione superficiale inferiori a 0,02 mm/anno senza rivestimento protettivo. Questa prestazione atmosferica supera i depositi ER4043 di un fattore da tre a quattro in atmosfere industriali cariche di cloruri.

Come scegliere il filo in lega ER5154

La selezione della specifica corretta del filo ER5154 comporta la corrispondenza di cinque parametri con il processo di saldatura, le condizioni del metallo di base e l'ambiente di servizio prima di ordinare.

Selezione del diametro del filo

Le applicazioni MIG (GMAW) utilizzano filo da 0,9 mm per spessori di materiale fino a 4 mm, 1,0–1,2 mm per 4–12 mm e 1,6 mm per materiale superiore a 12 mm o per saldature di produzione ad alto tasso di deposito. I diametri delle aste TIG (GTAW) di 1,6 mm, 2,4 mm e 3,2 mm corrispondono rispettivamente a spessori del metallo base di 1,5–4 mm, 3–8 mm e 6–15 mm. Il filo sottodimensionato produce difetti di sovrapposizione a freddo su sezioni più spesse; il filo sovradimensionato su materiale sottile provoca bruciature e un eccessivo apporto di calore alla ZTA.

Tempera e condizioni superficiali

Specificare la finitura lucida o il filo avvolto con strato di precisione per le applicazioni MIG: strati di ossido non uniformi sulla superficie del filo introducono instabilità dell'arco e porosità della saldatura sull'alluminio. Il filo deve essere conservato in imballaggi sigillati con un'umidità relativa inferiore al 60%; l’assorbimento di umidità sulla superficie del filo è la principale causa di porosità da idrogeno nelle saldature MIG dell’alluminio. Prima dell'uso, scartare qualsiasi filo che mostri scolorimento superficiale, macchie di ossidazione o danni alla bobina.

Certificazione e Tracciabilità

Richiede filo certificato AWS A5.10/ASME SFA-5.10 con certificato di prova del mulino (MTC) che mostra la composizione chimica effettiva per calore. Per i recipienti a pressione e le applicazioni aerospaziali, la certificazione EN ISO 18273 e la documentazione di ispezione di terze parti sono richieste dalla maggior parte dei codici di fabbricazione applicabili. Confermare che il numero di lotto del certificato corrisponda ai contrassegni della bobina di filo prima dell'uso: un filo di apporto non certificato o identificato erroneamente costituisce una non conformità agli standard di fabbricazione ASME, EN 1090 e AWS D1.2.

Selezione del gas di processo

La saldatura MIG ER5154 richiede gas di protezione argon al 100% o miscele Ar/He (fino al 25% di elio per una maggiore penetrazione su materiale superiore a 10 mm). L'aggiunta di elio aumenta la tensione dell'arco e l'apporto di calore: vantaggioso su sezioni pesanti, dannoso su materiale in lamiera inferiore a 3 mm. Le aggiunte di CO2 non sono accettabili per l'alluminio MIG: l'anidride carbonica reagisce con il bagno fuso, introducendo porosità e inclusioni di ossido che riducono la resistenza alla trazione del metallo saldato al di sotto dei requisiti minimi AWS.

Corrispondenza della forza del materiale d'apporto e del metallo base

Verificare che ER5154 raggiunga l'efficienza congiunta richiesta per il calcolo strutturale. Sul metallo di base 5154-H32 (resistenza alla trazione 230–270 MPa), ER5154 a 240 MPa minimo fornisce un'efficienza del giunto dell'89–100% nelle saldature di testa. Sul metallo base 5454-H34 a resistenza più elevata (270-305 MPa), l'efficienza del giunto scende al 79-89% e potrebbe richiedere una tolleranza di progettazione o il passaggio a ER5356 se i requisiti di efficienza del giunto superano il 90% secondo il codice strutturale applicabile.

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