Krátká odpověď: Ano, 6061 je svařitelný
Hliník 6061 je tepelně zpracovatelná slitina Al-Mg-Si- a je považována za jednu z nejlépe svařitelných slitin v rodině 6xxx. Spolehlivě svařuje plynovým wolframovým obloukovým svařováním (TIG) nebo plynovým kovovým obloukovým svařováním (MIG), pokud je použit správný přídavný kov a příkon tepla je řízen. Výhoda-většiny kupujících je v tom, že svařování 6061-T6 přes{11}}zestárne tepelně ovlivněnou zónu (HAZ), čímž se její místní pevnost sníží zhruba o polovinu. Tato příručka poskytuje výrobcům a týmům nákupu údaje potřebné ke specifikaci, svařování a kontrole spojů 6061 s jistotou.
Co dělá 6061 svařitelným
6061 je vytvrzen párem hořčíku-křemíku, který tvoří fázi Mg2Si. Jeho nominální složení podle EN 573-3 a GB/T 3190-2020 obsahuje hořčík 0,8-1,2 %, křemík 0,4–0,8 %, měď 0,15–0,40 %, chrom 0,04–0,35 %, železo 0,04–0,35 %, železo až 0,0 %, železo až do 0,4 % do 0,25 % a titan do 0,15 %, zbytek hliník. Rozsah tání je přibližně 582-652 °C. Na rozdíl od slitin Al-Cu (2xxx) a Al-Zn (7xxx) snáší 6061 tepelný cyklus svaru bez silného praskání za tepla, proto je u svařovaných konstrukcí preferován před slitinou 7075. Ve srovnání s 5052 nabízí 6061-T6 vyšší pevnost pro nosné svařované rámy; ve srovnání s 6063 poskytuje větší pevnost při stejném vytlačovacím úsilí.
Výběr přídavného kovu: ER4043 vs ER5356
Podle AWS A5.10/A5.10M jsou dvě těžká plniva pro 6061 ER4043 (AlSi5) a ER5356 (AlMg5). ER4043 nabízí vynikající odolnost proti trhlinám při tuhnutí-, dobrou tekutost a smáčivost a je ideální pro tenké plechy a obecné spoje 6061/6063; jeho pevnost při svařování je střední a jeho eloxovaná barva je tmavší šedá. ER5356 poskytuje vyšší-pevnost svaru blíže k základnímu kovu 6061, dobře odpovídá eloxovaným povrchům 6xxx a vyhovuje konstrukčním, námořním a tlustým{18}}profilům. Praktickým pravidlem je výchozí ER4043 pro plechy a tenké profily a přepnutí na ER5356, když svar musí nést zatížení nebo odpovídat eloxované barvě. Nikdy nepoužívejte samotný 6061 jako výplň: ztuhne do struktury citlivé na praskliny a během chlazení selže.
Svařovací procesy a parametry
TIG (GTAW) se střídavým proudem a argonovým stíněním je preferován pro plechy do cca 6 mm, kořenové průchody a kosmetické svary. Pulzní MIG (GMAW) s argonem nebo směsí argonu-helia se hodí pro výrobní série a silnější plechy. Před svařováním odmastěte acetonem nebo rozpouštědlem a poté odstraňte oxidový film pomocí drátěného kartáče z nerezové oceli- určeného pouze pro hliník; neporušená oxidová vrstva způsobuje vměstky a špatnou fúzi. Předehřejte tlusté sekce na maximálně 90-120 C, udržujte meziprostupovou teplotu na nebo pod 120 C, zkosenou desku silnější než 6 mm se sevřeným úhlem 60-70 stupňů a 2-3 mm kořenovou mezerou a udržujte výplňový drát suchý, protože vodík z vlhkosti je hlavní příčinou poréznosti.
Dilema T6: Ztráta síly v zóně zasažené horkem-
Základní kov 6061-T6 poskytuje minimální mez kluzu asi 276 MPa s typickou pevností v tahu blízkou 310 MPa podle ASTM B209. Svařování to lokálně mění: svařovací teplo přes-starne HAZ, které se vrací zpět k vlastnostem na úrovni T4-. Publikovaná technická data konzistentně uvádějí-mez kluzu svařovaných HAZ zhruba 100–165 MPa, asi 40–50 % pod základní hodnotou T6, přičemž HAZ je obvykle široká 15–30 mm v závislosti na tepelném příkonu a tloušťce. Konstrukční předpisy, jako je AWS D1.2, zakládají přípustná napětí na slabším stavu po svařování, takže svařované sestavy by měly být navrženy podle vlastností HAZ. Tepelné zpracování po svařování může obnovit pevnost T6, ale riskuje deformaci a je praktické pouze pro malé, kritické součásti; u silně svařovaných konstrukcí může být ekonomickou alternativou počínaje 6061-O nebo T4 s konečným krokem stárnutí.
Časté vady a prevence
Pórovitost: způsobená vodíkem z vlhkosti na výplni nebo desce; zabránit skladováním v suchu, čistými povrchy a dostatečným průtokem argonu. Praskání při tuhnutí: téměř vždy problém s výplní; použijte ER4043 nebo ER5356, nikdy ne 6061 výplň a řiďte výplň kráterů na svarových koncích. Zkreslení: vypořádejte se s pevným uchycením, vyváženými svařovacími sekvencemi, stehovými svary, technikou zpětného-kroku a nižším tepelným příkonem. Oxidové inkluze: vyhněte se použití kartáčů na jiné kovy a vynechejte odmašťování rozpouštědlem; použijte speciální nerezový kartáč. Praskliny v kráteru a údery oblouku: použijte výběhy-nebo řízené zúžení proudu na ukončení svaru.
Co by měli kupující specifikovat pro svařované díly 6061
Napište tyto požadavky do RFQ a objednávky: svařovací standard AWS D1.2/D1.2M pro konstrukční práce nebo ISO 10042 úroveň kvality B nebo C pro obloukové-svarové spoje; NDT, jako je vizuální kontrola podle ISO 17637, penetrační činidlo podle ISO 3452-1 pro povrchové trhliny nebo radiografie, pokud to návrh vyžaduje; příčné tahové kupóny z výrobních svarů, když je pevnost kritická; materiálové certifikáty podle EN 10204 typ 3.1, chemické složení podle EN 573-3 nebo GB/T 3190-2020 a rozměrové tolerance podle EN 485-2 nebo GB/T 3880 pro plechy; a klasifikace plniva podle AWS A5.10 s certifikátem šarže.
FAQ
Otázka: Je hliník 6061 snadno svařitelný?
Odpověď: Ano. 6061 je jednou z nejlépe svařitelných slitin v řadě 6xxx. Použijte plnivo ER4043 nebo ER5356 a řiďte tepelný příkon pro vytvoření zdravých spojů.
Otázka: Jaký přídavný kov by měl být použit pro svařování hliníku 6061?
Odpověď: ER4043 (AlSi5) pro maximální odolnost proti prasklinám a tekutost nebo ER5356 (AlMg5), kde je vyžadována vyšší-pevnost svaru nebo eloxovaná barevná shoda. Nepoužívejte samotný 6061 jako výplň.
Otázka: Ztrácí 6061-T6 po svařování pevnost?
A: Ano. Tepelně-ovlivněná zóna je přes-stárnutá teplem svaru a obvykle ztrácí 40-50 % pevnosti základního-kovu a klesá na vlastnosti přibližně na úrovni T4. Navrhněte svarové spoje podle hodnot HAZ podle AWS D1.2.
Otázka: Lze 6061 svařit s 6063 nebo 5052?
Odpověď: Ano. 6061 svařuje na 6063 s ER4043 nebo ER5356. Pro spoje 6061-5052 je preferován ER5356, protože jeho vyšší obsah hořčíku lépe odpovídá řadě 5xxx.
Otázka: Je pro svařování 6061 lepší TIG nebo MIG?
A: TIG se střídavým proudem vyhovuje tenkým řezům, kořenovým průchodům a kosmetickým svarům; pulzní MIG poskytuje vyšší rychlost nanášení pro výrobu a silnější profily. Oba používají argonové stínění.
Otázka: Je hliník 7075 svařitelný?
Odpověď: 7075 se obecně nedoporučuje pro svařování, protože jeho chemie Al-Zn-Mg-Cu je náchylná k praskání za tepla a silné ztrátě pevnosti v zóně-ovlivněné teplem-. Pro svařované hliníkové konstrukce je 6061 praktickou volbou.
