Điều gì làm cho 6061-T651 trở thành vật liệu hàn có yêu cầu cao
6061 ở điều kiện T651 được xử lý nhiệt bằng dung dịch, giảm căng thẳng bằng cách kéo giãn 1{6}}3% có kiểm soát và lão hóa nhân tạo. Việc kéo dãn sẽ loại bỏ phần lớn ứng suất dư khi nguội, do đó tấm chống biến dạng cả trong quá trình gia công và trong khi hàn tốt hơn vật liệu T6 trơn. Điều không thể tránh được là thực tế nhiệt của hàn hồ quang: vùng bị ảnh hưởng nhiệt thấy nhiệt độ đủ cao để làm quá tải các kết tủa Mg2Si và cường độ trong dải đó giảm xuống thấp hơn nhiều so với giá trị kim loại cơ bản.
Do đó, mục đích của bất kỳ quy trình hàn nào đối với hợp kim này là giữ cho vùng -bị ảnh hưởng nhiệt càng hẹp càng tốt, để tạo ra mối hàn không có âm thanh và-không có vết nứt, đồng thời chấp nhận hiệu suất của mối nối ở mức thấp hơn kim loại cơ bản trừ khi áp dụng toàn bộ quá trình xử lý nhiệt sau mối hàn-.
Thực hành làm sạch và lựa chọn kim loại phụ
Nhôm oxit nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với kim loại bên dưới và mang hơi ẩm vào vũng hàn, vì vậy việc vệ sinh là không bắt buộc.
Loại bỏ oxit: loại bỏ lớp bề mặt bằng bàn chải dây thép không gỉ chuyên dụng chỉ sử dụng trên nhôm hoặc bằng mài mòn cơ học nhẹ, trong vòng vài giờ sau khi hàn.
Tẩy dầu mỡ: lau bằng axeton hoặc dung môi-không chứa clo để loại bỏ dầu, mỡ và dấu vân tay gây ra độ xốp.
Chuẩn bị cạnh: gia công hoặc dũa các mặt khớp và tránh để lại cặn dầu nhờn trên dụng cụ cắt.
Làm sạch chất độn: bảo quản dây phụ trong bao bì cho đến khi sử dụng và lau sạch trước khi cho ăn.
Làm sạch giữa các đường chuyền: loại bỏ oxit và bồ hóng khỏi mỗi đường chuyền khi sử dụng nhiều quy trình đường chuyền.
| Phụ theo AWS A5.10 | Đặc trưng | Sử dụng tốt nhất cho |
|---|---|---|
| ER4043 (Al-Si) | Tính lưu động và khả năng chống nứt tốt, dễ hàn hơn, mối hàn sẫm màu hơn sau khi anodizing | Các mối nối thông dụng, các phần dày hơn, các bộ phận sẽ không được anod hóa |
| ER5356 (Al-Mg) | Độ bền và hiệu suất mỏi cao hơn, bạc sáng sau khi anodizing, độ nhạy nứt nóng cao hơn | Các cụm lắp ráp được anod hóa, các mối nối được tải động, các mối hàn-có màu sắc phù hợp |
Vật tư tiêu hao phải được kỹ sư hàn lựa chọn và xác nhận theo quy trình đủ tiêu chuẩn, vì sự lựa chọn này ảnh hưởng đến hình thức anodizing, độ bền của mối nối và hiệu suất sử dụng.
Kiểm soát quá trình, đầu vào nhiệt và khí bảo vệ
Nhiệt đầu vào là biến số có ảnh hưởng nhất. Dòng điện thấp tạo ra các vòng nguội và thiếu sự kết hợp trên các phần dày; dòng điện quá mức sẽ mở rộng vùng-bị ảnh hưởng nhiệt, làm giảm độ bền của khớp và tăng độ biến dạng. Hoạt động bằng dòng điện xoay chiều hoặc điện cực dương không được sử dụng cho nhôm; điện cực dương một chiều cho TIG, hoặc MIG xung, với tốc độ di chuyển phù hợp với độ dày, là thông lệ tiêu chuẩn.
Gia nhiệt trước: các phần dày được hưởng lợi từ việc gia nhiệt đến khoảng 150-200 độ để giảm nguy cơ thiếu sự kết dính và nứt.
Khí bảo vệ: argon tinh khiết dành cho tiết diện mỏng; hỗn hợp argon{0}}helium làm tăng khả năng xuyên thấu và truyền nhiệt trên tấm dày.
Chất lượng khí: khí bảo vệ có độ tinh khiết cao và đường ống sạch sẽ giữ hydro ra khỏi bể và giảm độ xốp.
Lựa chọn quy trình: TIG cho độ chính xác và đường hàn gốc, MIG cho tốc độ lắng đọng trên các phần dày và hàn khuấy ma sát khi muốn có mối nối ở trạng thái rắn có tính toàn vẹn cao và ít bị mất độ bền hơn.
Lớp nền và hỗ trợ: lớp nền bằng thép không gỉ hoặc gốm có thể được sử dụng khi cần có hạt gốc được kiểm soát trên các mối nối xuyên thấu hoàn toàn.
Hậu-Xử lý mối hàn và ứng dụng
Khi tải trọng thiết kế yêu cầu, tổ hợp có thể được xử lý lại bằng-nhiệt dung dịch ở khoảng 530 độ, sau đó làm nguội bằng nước và lão hóa nhân tạo ở khoảng 175 độ, giúp khôi phục độ bền gần bằng T6 trên toàn bộ khớp. Sự cân bằng-là làm giảm sự biến dạng, do đó hoạt động phù hợp với các bộ phận nhỏ và cứng hơn là các tấm lớn. Cũng có thể phục hồi một phần chỉ bằng cách lão hóa, giúp cải thiện độ cứng trong vùng-bị ảnh hưởng nhiệt mà không làm thay đổi kim loại cơ bản.
Chế tạo hàn 6061-T651 phổ biến ở:
Khung và đế máy, thân dụng cụ và đồ gá được hàn và sau đó gia công.
Giá đỡ thiết bị vận chuyển, tấm lắp và các bộ phận khung gầm.
Bể chứa, phễu và ống dẫn có mục đích đặc biệt dành cho phương tiện-không hung hãn.
Các cụm kết cấu bằng nhôm được đề cập trong AWS D1.2 trong đó quy trình hàn được chứng nhận.
Kiểm soát chất lượng và tài liệu
Hồ sơ đặc tả quy trình hàn và trình độ thợ hàn theo AWS D1.2 nếu được yêu cầu.
Kiểm tra trực quan từng mối nối để tìm biên dạng hạt, vết cắt và vết loang.
Kiểm tra thẩm thấu thuốc nhuộm hoặc chụp X quang trên các khớp quan trọng.
Độ cứng di chuyển qua khớp để ghi lại phạm vi vùng bị ảnh hưởng nhiệt.
Kim loại cơ bản được chứng nhận theo tiêu chuẩn ASTM B209/B209M với chứng chỉ kiểm tra nhà máy EN 10204 3.1 và khả năng truy nguyên số nhiệt.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: 6061-T651 có hàn được không?
Đáp: Có, với các quy trình âm thanh sử dụng TIG hoặc MIG và chất độn phù hợp theo AWS A5.10, mặc dù cường độ ở vùng-bị ảnh hưởng nhiệt giảm xuống dưới giá trị kim loại cơ bản.
Hỏi: Chất độn nào tốt hơn cho hàn 6061?
Đáp: ER4043 tạo ra lớp lắng mịn hơn, chống nứt-và phù hợp với công việc chung; ER5356 cho độ bền cao hơn và màu sắc phù hợp hơn sau khi anodizing nhưng dễ bị nứt nóng hơn.
Hỏi: Tại sao vùng ảnh hưởng nhiệt{0}}mất sức mạnh?
Trả lời: Nhiệt hàn làm dư thừa Mg2Si kết tủa ở điều kiện T6, làm chúng thô hơn đến mức chúng không còn phát huy hết cường độ; quá trình phục hồi cần một giải pháp điều trị đầy đủ và chu kỳ tuổi tác.
Hỏi: Có nên làm nóng tấm dày 6061-T651 trước khi hàn không?
Trả lời: Các phần dày thường được làm nóng đến khoảng 150-200 độ để giảm nguy cơ thiếu sự kết hợp và ngăn ngừa nứt trong quá trình làm mát.
Hỏi: T651 có bị cong vênh ít hơn T6 trong quá trình hàn không?
Đ: Vâng. Giảm ứng suất bằng cách kéo căng sẽ loại bỏ hầu hết ứng suất dư nguội, do đó tấm T651 ổn định kích thước hơn thông qua hàn và gia công.
Hỏi: Nên sử dụng loại khí bảo vệ nào?
Đáp: Argon nguyên chất dành cho vật liệu mỏng, với hỗn hợp argon{0}}helium trên tấm dày hơn để cải thiện khả năng xuyên thấu và truyền nhiệt.
