5052-H32 vs 6061-T6 pro ohýbaný a svařovaný plechový kryt: kdy stojí upgrade pevnosti pokutu za tváření a svařování

Nejprve rozhodněte, jaký druh dílu kryt je

Volba slitiny vychází z toho, co má kryt plnit, nikoli z pořadí vlastností. Tvářený a svařovaný kryt je problém výroby: plech se musí ohnout bez trhlin a spoje musí po svařování držet.

5052-H32 je pro tuto práci obvykle doporučovaným výchozím bodem, protože jeho tvářitelnost a svařitelnost mu na to předurčují^2,6,22,31. 6061-T6 je volba řízená pevností a jeho pokuty se táhnou přesně tam, kde je kryt nejslabší.

Svařování 6061-T6 změkčuje zónu vlivu tepla a obnovení vlastností T6 vyžaduje rozpouštěcí žíhání plus tvrzení, což zdroje popisují jako vysoké náklady^7,14,26,27. Kupující, který předepíše 6061-T6 pro svařovaný kryt, si tak vybírá buď krok tepelného zpracování po svařování, nebo konstrukci dimenzovanou na sníženou pevnost zóny svaru.

Není-li přijatelné ani jedno, rozhodnutí o slitině už je učiněno.

Vylučte 6061-T6, pokud výkres předepisuje malé poloměry ohybu

Právě tvářitelností se obě slitiny rozcházejí nejostřeji. 5052-H32 je hodnoceno jako vynikající pro ohyb a lze je tvářet na menší poloměry bez trhlin, zatímco 6061-T6 je hodnoceno jako dostatečné a bez větších poloměrů či změkčení je náchylné k trhlinám^2,4,6,18.

Praktickým důsledkem je, že kryt z 6061-T6 s ostrými rohy nemusí být ve stavu T6 tvářitelný vůbec. Zdroje se neshodnou, jak velký má poloměr být: uváděná minima pro 6061-T6 sahají od 1.0x do 5x tloušťky materiálu a jeden zdroj doporučuje vnitřní poloměry alespoň 2x až 3x tloušťky konkrétně pro ohyby 90 stupňů^4,9,14,29.

Protože jediná hodnota není stanovena, výkres musí uvádět explicitní vnitřní poloměr ohybu, nikoli to ponechat na výchozí hodnotě zpracovatele. Nemůže-li konstrukce velkorysý poloměr pojmout, zbývá jedna cesta: tvářet díl ve stavu T4 nebo O a poté tepelně zpracovat na T6¹⁴.

To přidává do rozvrhu krok tepelného zpracování a mělo by být nabídnuto dříve, než je slitina fixována.

Rozhodněte, zda svařovaná sestava může zůstat ve stavu po svařování

Svařování mění pevnost spoje a obě slitiny ztrácejí různé množství. Ve stavu po svařování ztrácí 6061-T6 v zóně vlivu tepla zhruba 30-50% své pevnosti T6 a zachovává asi 60% pevnosti T6; obnovení plných vlastností vyžaduje rozpouštěcí žíhání plus tvrzení^7,14,26,27.

5052 zachovává ve stejné zóně více své pevnosti a po svařování nevyžaduje žádné ošetření^7,14. Tento rozdíl rozhoduje o výrobní cestě.

Nelze-li svařovanou sestavu z 6061 znovu tepelně zpracovat, musí být konstrukce dimenzována na sníženou pevnost zóny svaru, případně musí být průřez zvětšen, a lepší volbou může být 5052^7,27. Je-li tepelné zpracování po svařování proveditelné, 6061 si uchovává výhodu možnosti zpětného tepelného zpracování na T6¹⁴.

Přesné hodnoty zachované pevnosti se mezi zdroji liší a pro stanovení závazné hodnoty není citován žádný řídící svařovací standard, takže pevnost zóny svaru použitá v konstrukci by měla být potvrzena se zpracovatelem, nikoli předpokládána.

Přizpůsobte slitinu provoznímu prostředí

Odolnost proti korozi je jediná vlastnost, kde zdroji ukazují stejným směrem. 5052 je hodnoceno nad 6061, zejména v mořském a slanovodním prostředí, kde je 6061 hodnoceno jako dobré, ale méně odolné^2,17–19,28.

Pro kryt, který bude čelit venkovní, pobřežní nebo chemické expozici, dává toto hodnocení přednost 5052 a snižuje spoléhání na nátěr pro životnost. 6061 zůstává hodnoceno jako dobré pro obecnou atmosférickou službu, takže lakovaný kryt z 6061 koroze sama o sobě nevylučuje^17,18.

Co zdroje neposkytují, je kvantifikovaná rychlost koroze ani práh požadavku na nátěr pro které z prostředí, takže volba mezi holým 5052 a lakovaným 6061 závisí na závažnosti expozice, kterou kupující zná, a na úpravě, kterou zpracovatel dokáže provést, nikoli na publikovaném limitu.

Ověřte, že kryt skutečně potřebuje pevnost 6061-T6

Rozdíl v pevnosti je jediným mechanickým důvodem přijmout pokuty 6061 za tváření a svařování. Mez pevnosti 6061-T6 je asi o 43% vyšší než u 5052-H32 a jeho pevnost v tahu je rovněž vyšší, tažnost je však u obou podobná^{2,5,12,16,23,25}.

Nesou-li zatížení krytu 5052-H32, vyšší pevnost nic nekupuje a pokuty za tváření a svařování se platí zbytečně. Vyžadují-li zatížení skutečně 6061-T6, musí konstrukce počítat s poloměry ohybu a se ztrátou pevnosti zóny svaru popsanými výše.

Před uvolněním RFQ prověřte předpoklady o ceně a dostupnosti

Stanoven je pouze směr rozdílu ceny: 5052 je obecně levnější za libru než 6061¹⁸. Nejsou k dispozici žádné hodnoty za libru ani za čtvereční stopu pro kterou ze slitin v relevantních tloušťkách a množstvích, takže kupující musí obě slitiny s dodavatelem ocenit, nikoli předpokládat procento.

Níže uvedené kontroly pokrývají, co zdroje podporují a nepodporují.

V čem se zdroji rozcházejí ohledně poloměru ohybu 6061-T6

Minimální poloměr ohybu pro 6061-T6 je hodnota, kterou si kupující nemůže vzít z jediného zdroje. Uváděné hodnoty sahají od 1.0x do 5x tloušťky materiálu a konkrétní hodnota závisí na stavu, tloušťce a úhlu ohybu.

Protože není citován žádný řídící standard, výkres by měl uvádět poloměr, který zpracovatel potvrdí, že dokáže dodržet, a kupující by měl ověřit, která hodnota platí pro skutečnou tloušťku a úhel ohybu.

What the sources do not establish

• Žádná kvantifikovaná cenová data (za libru ani za čtvereční stopu) pro plech 5052 vs 6061 v konkrétních tloušťkách a množstvích.
• Žádná konkrétní data o dostupnosti či dodacích lhůtách pro plech 5052 a 6061 v požadovaných tloušťkách a stavech nad rámec obecných tvrzení.
• Žádná kvantifikovaná rychlost koroze ani práh požadavku na nátěr pro atmosférické či mořské prostředí.
• Žádná data o přídavku na ohyb ani opotřebení nástrojů specifická pro 5052 vs 6061.
• Žádný řídící standard ani autoritativní technický zdroj citovaný pro minimální poloměry ohybu nebo hodnoty zachování pevnosti svaru.
• Žádné náklady na tepelné zpracování po svařování ani dopad na rozvrh pro 6061 nejsou kvantifikovány.