Що робить 6061-T651 вимогливим матеріалом для зварювання
6061 у стані T651 піддається термічній обробці, напруга знята шляхом контрольованого розтягування на 1-3% і штучно зістарена. Розтягування усуває більшу частину залишкової напруги після гарту, тому пластина краще протистоїть деформації як під час механічної обробки, так і під час зварювання, ніж звичайний матеріал T6. Чого він не може уникнути, так це термічної реальності дугового зварювання: зона термічного впливу має досить високі температури, щоб перестаріти осад Mg2Si, і міцність у цій смузі падає значно нижче значень основного металу.
Таким чином, мета будь-якої процедури зварювання для цього сплаву полягає в тому, щоб зберегти зону термічного-впливу настільки вузькою, наскільки це практично можливо, щоб отримати міцний зварний шов без-тріщин і прийняти ефективність з’єднання, нижчу від основного металу, якщо не застосовувати повну -термічну обробку після зварювання.
Практика очищення та вибір наповнювача
Оксид алюмінію плавиться при набагато вищій температурі, ніж метал під ним, і переносить вологу в зварювальну ванну, тому очищення необов’язкове.
Видалення оксидів: зніміть поверхневий шар спеціальною дротяною щіткою з нержавіючої сталі, яка використовується лише для алюмінію, або легким механічним стиранням протягом кількох годин після зварювання.
Знежирення: протріть ацетоном або не-хлорованим розчинником, щоб видалити масла, жир і відбитки пальців, які спричиняють пористість.
Підготовка кромки: обробіть поверхню з’єднання обробкою або напилком, уникайте залишків мастила від ріжучих інструментів.
Очищення наповнювача: зберігайте насадковий дріт в упаковці до використання та протирайте його перед подачею.
Міжпрохідне очищення: видаляйте оксид і сажу з кожного проходу, якщо використовуються багатопрохідні процедури.
| Наповнювач за AWS A5.10 | характеристики | Найкраще використовувати для |
|---|---|---|
| ER4043 (Al-Si) | Хороша текучість і стійкість до розтріскування, легше зварювати, зварні шви темніють після анодування | З’єднання загального призначення, більш товсті секції, деталі, які не будуть анодовані |
| ER5356 (Al-Mg) | Вищі показники міцності та втоми, яскраве срібло після анодування, вища чутливість до гарячих тріщин | Анодовані вузли, з’єднання з динамічним навантаженням, зварні шви-відповідного кольору |
Витратні матеріали слід вибирати разом із інженером зі зварювання та підтверджувати в кваліфікованій процедурі, оскільки вибір впливає на зовнішній вигляд анодування, міцність з’єднання та експлуатаційні характеристики.
Контроль процесу, підведення тепла та захисний газ
Надходження тепла є єдиною найбільш впливовою змінною. Низький струм створює холодні нахили та відсутність плавлення на товстих ділянках; надмірний струм розширює зону термічного-впливу, знижує міцність з’єднання та збільшує деформацію. Змінний струм або позитивна операція електрода не використовуються для алюмінію; Позитивний електрод постійного струму для TIG або імпульсної MIG, швидкість руху якого відповідає товщині, є стандартною практикою.
Попереднє нагрівання: товсті зрізи виграють від нагрівання приблизно до 150-200 градусів, щоб зменшити ризик неплавлення та розтріскування.
Захисний газ: чистий аргон для тонких секцій; суміші аргону-гелію збільшують проникнення та теплопередачу на товстій пластині.
Якість газу: захисний газ високої чистоти та чисті лінії запобігають потраплянню водню в басейн і зменшують пористість.
Вибір процесу: TIG для точних і кореневих проходів, MIG для швидкості наплавлення товстих секцій і зварювання тертям із перемішуванням, де потрібне міцне з’єднання-з меншою втратою міцності.
Підкладка та опора: нержавіюча або керамічна підкладка може бути використана там, де потрібен контрольований кореневий валик у швах із повним проникненням.
Обробка після-зварювання та застосування
Якщо цього вимагають розрахункові навантаження, вузол можна -термічно обробити при температурі приблизно 530 градусів з подальшим гартом у воді та штучним старінням при температурі приблизно 175 градусів, що відновлює міцність, близьку до Т6, у всьому з’єднанні. Компромісом є-загартування спотворення, тому операція підходить для малих і жорстких деталей, а не для великих пластин. Часткове відновлення також можливе лише шляхом старіння, що покращує твердість у зоні термічного-впливу без зміни основного металу.
Зварні конструкції 6061-T651 поширені в:
Станини та основи машин, інструменти та корпуси пристосувань, які зварюються, а потім оброблюються.
Кронштейни транспортного обладнання, монтажні пластини та компоненти шасі.
Резервуари, бункери та повітропроводи спеціального призначення для не-агресивних середовищ.
Конструкційні алюмінієві вузли, які охоплюються AWS D1.2, де процедура зварювання відповідає кваліфікації.
Контроль якості та документація
Специфікація процедури зварювання та записи про кваліфікацію зварника відповідно до AWS D1.2, якщо це необхідно.
Візуальна перевірка кожного з’єднання на профіль валика, подрізи та бризки.
Пенетрантне або рентгенографічне дослідження критичних суглобів.
Твердість проходить через з’єднання, щоб задокументувати зону-термічного впливу.
Недорогоцінний метал, сертифікований згідно з ASTM B209/B209M, із сертифікатом випробування на стані EN 10204 3.1 і можливістю відстеження числа нагріву.
Часті запитання
Питання: Чи можна 6061-T651 зварювати?
В: Так, із надійними процедурами з використанням TIG або MIG і відповідного наповнювача відповідно до AWS A5.10, хоча міцність у зоні термічного-впливу падає нижче значення основного металу.
Q: Який наповнювач краще для зварювання 6061?
A: ER4043 забезпечує більш гладкі, більш стійкі до розтріскування-відкладення та підходить для загальних робіт; ER5356 забезпечує вищу міцність і кращу відповідність кольору після анодування, але більш схильний до гарячих тріщин.
З: Чому зона-термічного впливу втрачає силу?
A: Зварювальний нагрів призводить до надмірного виділення Mg2Si в стані T6, укрупнюючи їх так, що вони більше не сприяють повній міцності; відновлення потребує повного лікування розчину та вікового циклу.
Питання: чи слід попередньо нагрівати товсту пластину 6061-T651 перед зварюванням?
Відповідь: товсті секції зазвичай нагрівають приблизно до 150-200 градусів, щоб зменшити ризик відсутності зварювання та запобігти розтріскування під час охолодження.
Питання: T651 деформується менше, ніж T6 під час зварювання?
A: Так. Зняття напруги шляхом розтягування усуває більшість залишкових напруг, тому пластина T651 має більшу стабільність розмірів завдяки зварюванню та механічній обробці.
Q: Який захисний газ слід використовувати?
A: чистий аргон для тонких матеріалів із сумішшю аргону-гелію на товстій пластині для покращення проникнення та теплопередачі.
