Fio de liga ER5154 Al-Mg: resistência, usos e guia de seleção

Author: admin / 2026-06-07

Entre os consumíveis de soldagem de alumínio, Fio de liga ER5154 Al-Mg ocupa uma janela de desempenho definida com precisão - mais forte que os enchimentos à base de silício ER4043, mais resistente à corrosão que o ER5052 e formulado especificamente para soldagem de metais básicos de alumínio-magnésio de resistência média em ambientes marítimos, de vasos de pressão e de fabricação estrutural. Obter a especificação correta requer entender onde o ER5154 se encaixa no sistema de classificação de enchimento AWS A5.10, quais propriedades mecânicas o metal de solda depositado oferece, como combinar o diâmetro do fio e os parâmetros do processo com a aplicação e quais condições ambientais exigem o ER5154 em relação às designações de liga concorrentes.

ER5154 — Classificação AWS A5.10

Série Al-Mg / 3,1 – 3,9% Magnésio / Equilíbrio Alumínio

MInstagram (GMAW) TIG (GTAW) Grau Marinho Vaso de pressão Não tratável termicamente

240

MPa

Min. resistência à tração (conforme soldado)

3,9%

mg máx.

Conteúdo de magnésio de acordo com AWS A5.10

-65ºC

a 150°C

Faixa de temperatura operacional

Quais aplicações são adequadas ao fio ER5154?

O fio ER5154 é formulado para soldar metais básicos de alumínio da série 5xxx - principalmente ligas 5154, 5254, 5454 e 5056 - onde o metal de solda depositado deve corresponder ou exceder a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas do material base. Seu teor moderado de magnésio de 3,1–3,9% o posiciona entre o ER5052 com baixo teor de Mg e o ER5183 com alto teor de Mg na matriz de seleção de enchimento de alumínio.

Fabricação Marinha

Cascos de barcos, estruturas de convés, tanques de combustível e passarelas fabricados em chapa de alumínio da série 5xxx. O ER5154 é preferido ao ER4043 em ambientes marinhos porque os enchimentos à base de silício aceleram a corrosão galvânica quando imersos em água salgada. O potencial de corrosão do depósito de solda se aproxima muito do metal base 5154 e 5454, evitando o ataque preferencial à zona de solda em imersão em água do mar.

Vasos e tanques de pressão

Tanques de armazenamento para produtos químicos, GLP, fluidos criogênicos e gases de processo fabricados em placa 5154-H32 ou 5454-H34. AWS D1.2 e ASME Seção IX qualificam ER5154 para soldas de retenção de pressão nessas aplicações. A baixa sensibilidade à trinca da liga e a capacidade de penetração total em espessuras de material de 3 mm a 50 mm fazem dela uma especificação de enchimento padrão em códigos de fabricação de vasos de pressão.

Estruturas de Transporte

Carrocerias de caminhões, carretas-tanque, carrocerias de vagões ferroviários e estruturas de ônibus fabricadas a partir de chapas e extrusões da série 5xxx. O ER5154 oferece resistência adequada quando soldada para juntas estruturais não tratadas termicamente, mantendo a ductilidade necessária para absorver os ciclos de fadiga da carga rodoviária - uma combinação que os enchimentos com alto teor de Mg ER5356 podem comprometer através da tensão residual elevada em juntas de seção fina.

Arquitetônico e Estrutural

Estruturas de paredes cortina, decks de pontes e membros estruturais em ambientes atmosféricos costeiros ou industriais. ER5154 é especificado onde a solda acabada deve resistir a poluentes industriais, chuva ácida e deposição de sal costeira sem revestimento protetor. A eficiência da junta excede 85% da resistência à tração do metal base em configurações de junta em T e junta de topo em metais base 5154 e 5454.

Compatibilidade com metal básico – enchimento ER5154

Metais básicos recomendados

5154, 5254 — série de ligas de combinação direta
5454, 5056 – combinação qualificada AWS A5.10
5052 — aceitável com eficiência conjunta reduzida
3003, 3004 – aplicação estrutural limitada

Evite estes metais básicos

6061, 6063 – use ER4043 ou ER5356
Série 7xxx – cargas com alto teor de Mg causam rachaduras a quente
Série 2xxx — incompatibilidade de enchimento com ligas contendo Cu
1xxx alumínio puro – incompatibilidade de resistência

O que é a resistência do fio de soldagem ER5154?

As propriedades mecânicas do metal de solda depositado ER5154 são regidas pelos mínimos da especificação AWS A5.10/ISO 18273. As figuras abaixo representam resultados de testes totalmente em metal de solda – propriedades medidas em depósitos de solda feitos sob condições controladas de laboratório, que servem como base para cálculos de engenharia.

Propriedade	ER5154 (conforme soldado)	ER5052 (conforme soldado)	ER5356 (conforme soldado)	ER4043 (conforme soldado)
Resistência à tração	240 MPa min	175 MPa min	260 MPa min	145 MPa min
Força de rendimento (0,2%)	130 – 150 MPa	95 – 110 MPa	145 – 165 MPa	70 – 85MPa
Alongamento	17 – 22%	17 – 22%	17 – 20%	9 – 12%
Dureza (HB)	60 – 68	45 – 55	65 – 75	35 – 45
Resistência ao cisalhamento	140 – 155 MPa	100 – 115 MPa	155 – 170 MPa	80 – 95 MPa

Nota sobre Tratamento Térmico

ER5154 é uma carga não tratável termicamente – o tratamento térmico pós-soldagem (PWHT) não aumenta a resistência do metal de solda e pode reduzir a resistência à corrosão ao precipitar a fase beta (Al3Mg2) nos limites dos grãos acima de 65°C. Para aplicações que requerem tratamento térmico pós-soldagem, consulte o código de fabricação aplicável antes de especificar ER5154 em vez de enchimentos alternativos nas séries 5xxx ou 4xxx.

Qual fio ER5154 oferece a melhor resistência à corrosão?

Fio de liga ER5154 Al-Mg Sua resistência à corrosão deriva de seu teor de magnésio e da compatibilidade eletroquímica de seu depósito de solda com metais básicos da série 5xxx. Três mecanismos de corrosão distintos são relevantes para a especificação do ER5154 em ambientes de serviço.

Imersão em água salgada e marinha

Os depósitos de solda ER5154 têm um potencial de corrosão de aproximadamente -760 mV (SCE) em solução de NaCl a 3,5% - correspondendo estreitamente ao metal base 5154 e 5454 em -740 a -760 mV. Esta combinação potencial evita a formação de pares galvânicos entre a zona de solda e a ZTA, que é o mecanismo de corrosão dominante em estruturas de alumínio soldadas em água do mar. Testes comparativos de imersão mostram que os depósitos ER5154 perdem menos de 0,05 mm/ano em ambientes de água do mar continuamente imersos à temperatura ambiente.

Resistência Intergranular e de Sensibilização

As ligas de alumínio-magnésio com Mg acima de 3% podem sensibilizar – precipitando a fase beta suscetível à corrosão nos limites dos grãos – quando mantidas em temperaturas entre 65°C e 175°C por longos períodos. O ER5154, com 3,1–3,9% de Mg, situa-se no limite inferior desta faixa de risco de sensibilização. Para aplicações que envolvem serviço sustentado em temperatura elevada, o ER5052 (2,2–2,8% Mg) oferece uma alternativa mais segura; para serviços marítimos e químicos em temperatura ambiente, o ER5154 não apresenta risco de sensibilização dentro de seu envelope operacional nominal.

Corrosão Atmosférica e Industrial

Em testes de exposição atmosférica de acordo com a névoa salina ASTM B117 (ciclo de 500 horas), os depósitos de solda ER5154 no metal base 5154 não mostram início de corrosão após 500 horas. Dados de exposição à atmosfera industrial de ambientes costeiros e petroquímicos mostram taxas de oxidação superficial inferiores a 0,02 mm/ano sem revestimento protetor. Este desempenho atmosférico excede os depósitos ER4043 por um fator de três a quatro em atmosferas industriais carregadas de cloreto.

Como escolher o fio de liga ER5154

A seleção da especificação correta do fio ER5154 envolve combinar cinco parâmetros com o processo de soldagem, condição do metal base e ambiente de serviço antes do pedido.

Seleção do diâmetro do fio

MInstagram (GMAW) applications use 0.9 mm wire for material thicknesses up to 4 mm, 1.0–1.2 mm for 4–12 mm, and 1.6 mm for material above 12 mm or high-deposition-rate production welding. TIG (GTAW) rod diameters of 1.6 mm, 2.4 mm, and 3.2 mm correspond to base metal thicknesses of 1.5–4 mm, 3–8 mm, and 6–15 mm respectively. Undersized wire produces cold-lap defects on thicker sections; oversized wire on thin material causes burn-through and excessive heat input to the HAZ.

Temperamento e condição da superfície

Especifique fio enrolado com acabamento brilhante ou camada de precisão para aplicações MIG – camadas de óxido não uniformes na superfície do fio introduzem instabilidade do arco e porosidade de solda no alumínio. O fio deve ser armazenado em embalagens lacradas com umidade relativa inferior a 60%; a absorção de umidade na superfície do fio é a maior causa da porosidade do hidrogênio nas soldas MIG de alumínio. Rejeite qualquer fio que apresente descoloração da superfície, manchas de oxidação ou danos na bobina antes de usar.

Certificação e Rastreabilidade

Exigir fio certificado para AWS A5.10/ASME SFA-5.10 com certificado de teste de moinho (MTC) mostrando a composição química real por calor. Para aplicações aeroespaciais e de vasos de pressão, a certificação EN ISO 18273 e a documentação de inspeção de terceiros são exigidas de acordo com a maioria dos códigos de fabricação aplicáveis. Confirme se o número de lote do certificado corresponde às marcações do carretel de fio antes do uso – fio de preenchimento não certificado ou identificado incorretamente é uma não conformidade com os padrões de fabricação ASME, EN 1090 e AWS D1.2.

Seleção de gás de processo

A soldagem MIG ER5154 requer 100% de gás de proteção argônio ou misturas Ar/He (até 25% de hélio para maior penetração em materiais acima de 10 mm). A adição de hélio aumenta a tensão do arco e a entrada de calor – benéfico em seções pesadas, prejudicial em chapas abaixo de 3 mm. Adições de CO2 não são aceitáveis para MIG de alumínio – o dióxido de carbono reage com a poça fundida, introduzindo porosidade e inclusões de óxido que reduzem a resistência à tração do metal de solda abaixo dos requisitos mínimos da AWS.

Correspondência de resistência de enchimento vs metal base

Verifique se o ER5154 atinge a eficiência de junta necessária para o cálculo estrutural. No metal base 5154-H32 (resistência à tração 230–270 MPa), o ER5154 a um mínimo de 240 MPa fornece 89–100% de eficiência de junta em soldas de topo. No metal base 5454-H34 de maior resistência (270–305 MPa), a eficiência da junta cai para 79–89% – potencialmente exigindo tolerância de projeto ou uma mudança para ER5356 se os requisitos de eficiência da junta excederem 90% de acordo com o código estrutural aplicável.

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