การเชื่อมแผ่นอลูมิเนียม 6061-T651: ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

อะไรทำให้ 6061-T651 เป็นวัสดุเชื่อมที่มีความต้องการสูง

6061 ในสภาวะ T651 เป็นสารละลายที่ได้รับการบำบัดด้วยความร้อน บรรเทาความเครียดโดยการควบคุมการยืดตัว 1-3% และบ่มตามธรรมชาติ การยืดจะขจัดความเค้นตกค้างจากการดับส่วนใหญ่ ดังนั้นเพลตจึงต้านทานการบิดเบี้ยวทั้งในระหว่างการตัดเฉือนและระหว่างการเชื่อมได้ดีกว่าวัสดุ T6 ธรรมดา สิ่งที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้คือความเป็นจริงทางความร้อนของการเชื่อมอาร์ก: โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะมีอุณหภูมิสูงพอที่จะทำให้การตกตะกอนของ Mg2Si มากเกินไป และความแข็งแกร่งในแถบนั้นลดลงต่ำกว่าค่าโลหะฐานมาก

เป้าหมายของขั้นตอนการเชื่อมสำหรับโลหะผสมนี้คือการรักษา-โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนให้แคบที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ ทำให้เกิดเสียงและรอยเชื่อมที่ปราศจากการแตกร้าว- และเพื่อยอมรับประสิทธิภาพของรอยต่อที่ต่ำกว่าโลหะฐาน เว้นแต่ว่าจะใช้ความร้อนหลังการเชื่อมแบบเต็ม-

แนวทางปฏิบัติในการทำความสะอาดและการเลือกโลหะฟิลเลอร์

อะลูมิเนียมออกไซด์จะละลายที่อุณหภูมิสูงกว่าโลหะที่อยู่ด้านล่างมากและนำความชื้นเข้าสู่สระเชื่อม ดังนั้นการทำความสะอาดจึงไม่ใช่ทางเลือก

การกำจัดออกไซด์: ลอกชั้นพื้นผิวออกด้วยแปรงลวดสเตนเลสเฉพาะที่ใช้เฉพาะกับอะลูมิเนียมหรือโดยการเสียดสีทางกลเล็กน้อย ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงของการเชื่อม

การล้างไขมัน: เช็ดด้วยอะซิโตนหรือตัวทำละลายที่ไม่ใช่-คลอรีนเพื่อขจัดน้ำมัน จาระบี และรอยนิ้วมือที่ทำให้เกิดรูพรุน

การเตรียมขอบ: กลึงหรือตะไบหน้าข้อต่อ และหลีกเลี่ยงไม่ให้สารหล่อลื่นตกค้างจากเครื่องมือตัด

การทำความสะอาดฟิลเลอร์: เก็บลวดฟิลเลอร์ไว้ในบรรจุภัณฑ์จนกระทั่งใช้งานและเช็ดก่อนป้อน

การทำความสะอาดระหว่างรอบ: กำจัดออกไซด์และเขม่าออกจากแต่ละรอบเมื่อใช้ขั้นตอนการผ่านหลายครั้ง

ควรเลือกวัสดุสิ้นเปลืองกับวิศวกรการเชื่อมและยืนยันในขั้นตอนที่ผ่านการรับรอง เนื่องจากตัวเลือกดังกล่าวส่งผลต่อลักษณะการชุบอโนไดซ์ ความแข็งแรงของข้อต่อ และประสิทธิภาพการบริการ

การควบคุมกระบวนการ การป้อนความร้อน และก๊าซป้องกัน

การป้อนความร้อนเป็นตัวแปรเดียวที่มีอิทธิพลมากที่สุด กระแสไฟต่ำทำให้เกิดรอบเย็นและขาดฟิวชันบนส่วนที่หนา กระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปจะทำให้บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-กว้างขึ้น ลดความแข็งแรงของข้อต่อ และเพิ่มการบิดเบี้ยว อะลูมิเนียมไม่ได้ใช้กระแสสลับหรือการทำงานเชิงบวกของอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดกระแสตรงที่เป็นค่าบวกสำหรับ TIG หรือ MIG แบบพัลส์ ซึ่งมีความเร็วในการเคลื่อนตัวตรงกับความหนา ถือเป็นแนวปฏิบัติมาตรฐาน

การอุ่นก่อน: ส่วนที่หนาจะได้ประโยชน์จากการทำความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 150-200 องศา เพื่อลดความเสี่ยงที่จะขาดการหลอมละลายและการแตกร้าว

ก๊าซป้องกัน: อาร์กอนบริสุทธิ์สำหรับส่วนที่บาง ส่วนผสมของอาร์กอน-ฮีเลียมจะเพิ่มการซึมผ่านและการถ่ายเทความร้อนบนแผ่นหนา

คุณภาพก๊าซ: ก๊าซป้องกันที่มีความบริสุทธิ์สูงและท่อที่สะอาดช่วยป้องกันไม่ให้ไฮโดรเจนออกจากสระและลดความพรุน

ตัวเลือกกระบวนการ: TIG สำหรับความแม่นยำและการผ่านรูต, MIG สำหรับอัตราการสะสมบนส่วนที่หนา และการเชื่อมแบบกวนด้วยเสียดสีที่ต้องการข้อต่อที่มีสถานะของแข็ง-ที่มีความสมบูรณ์สูงโดยสูญเสียความแข็งแรงน้อยกว่า

แผ่นรองหลังและส่วนรองรับ: สามารถใช้แผ่นรองหลังสเตนเลสหรือเซรามิกได้ในกรณีที่จำเป็นต้องมีเม็ดบีดควบคุมบนข้อต่อที่เจาะเต็ม

หลัง-การรักษาการเชื่อมและการใช้งาน

ในกรณีที่ต้องการน้ำหนักการออกแบบ การประกอบสามารถ{0}}ละลายด้วยความร้อนที่ประมาณ 530 องศา ตามด้วยการดับน้ำและการเสื่อมสภาพเทียมที่ประมาณ 175 องศา ซึ่งจะคืนความแข็งแรงให้ใกล้เคียงกับ T6 ทั่วทั้งข้อต่อ ข้อเสีย-คือการหยุดความผิดเพี้ยน ดังนั้นการทำงานจึงเหมาะกับชิ้นส่วนขนาดเล็กและแข็งมากกว่าเพลทขนาดใหญ่ การฟื้นตัวบางส่วนยังเกิดขึ้นได้โดยการเสื่อมสภาพเพียงอย่างเดียว ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-โดยไม่ต้องเปลี่ยนโลหะฐาน

การเชื่อม 6061-T651 เป็นเรื่องธรรมดาใน:

โครงและฐานเครื่องจักร เครื่องมือและตัวจับยึดที่เชื่อมแล้วจึงตัดเฉือน

แท่นยึดอุปกรณ์ขนส่ง แผ่นยึด และส่วนประกอบแชสซี

ถังวัตถุประสงค์พิเศษ ฮอปเปอร์ และท่อสำหรับสื่อที่ไม่รุนแรง-

ส่วนประกอบโครงสร้างอลูมิเนียมที่ครอบคลุมโดย AWS D1.2 ซึ่งผ่านการรับรองขั้นตอนการเชื่อม

การควบคุมคุณภาพและเอกสารประกอบ

ข้อกำหนดขั้นตอนการเชื่อมและบันทึกคุณสมบัติช่างเชื่อมไปยัง AWS D1.2 หากจำเป็น

การตรวจสอบข้อต่อทุกจุดด้วยสายตาเพื่อดูโปรไฟล์บีด การตัดด้านล่าง และการกระเด็น

การตรวจแทรกซึมของสีย้อมหรือการตรวจเอ็กซ์เรย์บริเวณข้อต่อที่สำคัญ

ความแข็งเคลื่อนผ่านข้อต่อเพื่อบันทึกขอบเขต{0}}โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน

โลหะฐานได้รับการรับรองตามมาตรฐาน ASTM B209/B209M พร้อมใบรับรองการทดสอบโรงงาน EN 10204 3.1 และความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับของหมายเลขความร้อน

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: 6061-T651 สามารถเชื่อมได้หรือไม่

ตอบ: ได้ ด้วยขั้นตอนเสียงที่ใช้ TIG หรือ MIG และตัวเติมที่ตรงกันตาม AWS A5.10 แม้ว่าความแรงในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-จะต่ำกว่าค่าโลหะฐานก็ตาม

ถาม: ฟิลเลอร์ตัวไหนดีกว่าสำหรับการเชื่อม 6061?

ตอบ: ER4043 ให้คราบสกปรกที่นุ่มนวลกว่า-แตกร้าวมากกว่า และเหมาะกับงานทั่วไป ER5356 ให้ความแข็งแรงที่สูงกว่าและการจับคู่สีที่ดีขึ้นหลังจากการชุบอโนไดซ์ แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากความร้อนมากกว่า

ถาม: เหตุใดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-จึงสูญเสียความแรง

ตอบ: ความร้อนจากการเชื่อมจะทำให้ Mg2Si ตกตะกอนในสภาวะ T6 มากเกินไป ทำให้พวกมันแข็งตัวจนไม่สามารถให้กำลังเต็มที่อีกต่อไป การฟื้นตัวจำเป็นต้องมีการรักษาแบบครบวงจรและวงจรอายุ

ถาม: แผ่นหนา 6061-T651 ควรอุ่นก่อนการเชื่อมหรือไม่?

ตอบ: ส่วนที่หนามักจะได้รับความร้อนประมาณ 150-200 องศา เพื่อลดความเสี่ยงของการขาดฟิวชั่น และป้องกันการแตกร้าวระหว่างการทำความเย็น

ถาม: T651 บิดเบี้ยวน้อยกว่า T6 ระหว่างการเชื่อมหรือไม่

ก. ใช่. การคลายความเครียดโดยการยืดจะช่วยขจัดความเครียดที่ตกค้างได้มากที่สุด ดังนั้นเพลต T651 จึงมีความเสถียรในมิติมากขึ้นผ่านการเชื่อมและการตัดเฉือน

ถาม: ควรใช้แก๊สป้องกันชนิดใด?

ตอบ: อาร์กอนบริสุทธิ์สำหรับวัสดุบาง โดยมีส่วนผสมของอาร์กอน-ฮีเลียมบนแผ่นที่หนาขึ้นเพื่อปรับปรุงการซึมผ่านและการถ่ายเทความร้อน