5052-H32 vs 6061-T6 taivutettuun ja hitsattuun levykoteloon: Milloin lujuuspäivitys kannattaa muovaus- ja hitsausrangaistuksen hinnalla

Päätä ensin, minkä tyyppinen osa kotelosta on

Seosvalinta seuraa siitä, mitä kotelon on tehtävä, ei ominaisuusvertailusta. Muovattu ja hitsattu kotelo on valmistusongelma: levyn on taivuttava halkeilematta ja saumojen on pidettävä hitsauksen jälkeen.

5052-H32 on siihen työhön yleisesti suositeltu lähtökohta, koska sen muovattavuus ja hitsattavuus sopivat siihen^2,6,22,31. 6061-T6 on lujuusvetoinen valinta, ja sen rangaistukset osuvat täsmälleen siihen, missä kotelo on heikoimmillaan.

6061-T6:n hitsaus pehmentää lämpövaikutusvyöhykettä, ja T6-ominaisuuksien palauttaminen vaatii liuoslämpökäsittelyn plus vanhennuksen, jonka lähteet kuvailevat korkeaksi kustannukseksi^7,14,26,27. Ostaja, joka määrittää 6061-T6:n hitsattuun koteloon, valitsee siis joko hitsinjälkeisen lämpökäsittelyvaiheen tai rakenteen, jonka mitat on suunniteltu pienennetyn hitsausvyöhykkeen lujuuden ympärille.

Jos kumpikaan ei ole hyväksyttävissä, seospäätös on jo tehty.

Hylkää 6061-T6, jos piirustuksen taivutussäteet ovat kireät

Muovattavuus on kohta, jossa seokset eroavat terävimmillään. 5052-H32 luokitellaan erinomaiseksi taivutukseen ja sen voidaan muovata kireämpiin säteihin ilman halkeilua, kun taas 6061-T6 luokitellaan välttäväksi ja se on altis halkeilulle ilman suurempia säteitä tai pehmentämistä^2,4,6,18.

Käytännön seuraus on, että 6061-T6-kotelo, jossa on kireät kulmat, ei ehkä ole muovattavissa lainkaan T6-valussa. Lähteet eivät ole samaa mieltä siitä, kuinka suuri säteen on oltava: raportoidut vähimmäisarvot 6061-T6:lle vaihtelevat välillä 1.0x–5x materiaalin paksuus, ja yksi lähde suosittelee sisäsäteitä vähintään 2x–3x paksuus erityisesti 90 asteen taivutuksille^4,9,14,29.

Koska yhtään lukua ei ole vakiinnutettu, piirustuksen on ilmoitettava eksplisiittinen sisätaivutussäde sen sijaan, että se jätettäisiin levyvalmistajan oletuksen varaan. Jos rakenne ei voi hyväksyä leveää sädettä, yksi reitti jää jäljelle: muovaa osa T4- tai O-valussa ja lämpökäsittele T6:ksi sen jälkeen¹⁴.

Se lisää lämpökäsittelyvaiheen aikatauluun, ja sen on oltava tarjottavana ennen kuin seos vakiinnutetaan.

Päätä, voiko hitsattu kokoonpano jäädä hitsauskuntoon

Hitsaus muuttaa liitoksen lujuutta, ja seokset menettävät eri määrän. Hitsauskuntoisena 6061-T6 menettää noin 30-50% T6-lujuudestaan lämpövaikutusvyöhykkeessä ja säilyttää noin 60% T6-lujuudesta; täysien ominaisuuksien palauttaminen vaatii liuoslämpökäsittelyn plus vanhennuksen^7,14,26,27.

5052 säilyttää enemmän lujuudestaan samassa vyöhykkeessä eikä tarvitse hitsinjälkeistä käsittelyä^7,14. Se ero päättää valmistusreitin.

Jos hitsattu 6061-kokoonpano ei voida lämpökäsitellä uudelleen, rakenteen mitat on suunniteltava pienennetyn hitsausvyöhykkeen lujuuden ympärille tai poikkipinta lisättävä, ja 5052 voi olla parempi valinta^7,27. Jos hitsinjälkeinen lämpökäsittely on mahdollinen, 6061 säilyttää edun, että se voidaan lämpökäsitellä takaisin T6:ksi¹⁴.

Tarkat säilyneen lujuuden arvot vaihtelevat lähteittäin, eikä määräävää hitsausstandardia siteerata pakollisen luvun kiinnittämiseksi, joten suunnittelussa käytetty hitsausvyöhykkeen lujuus on varmennettava levyvalmistajan kanssa sen sijaan, että se oletettaisiin.

Sovita seos käyttöympäristöön

Ruostumisenkesto on se ominaisuus, jossa lähteet osoittavat samaan suuntaan. 5052 luokitellaan 6061:ää paremmaksi, erityisesti meri- ja suolavesialtistuksessa, jossa 6061 luokitellaan hyväksi mutta vähemmän kestäväksi^2,17–19,28.

Kotelolle, joka näkee ulko-, rannikko- tai kemiallista altistusta, kyseinen luokitus suosii 5052:aa ja vähentää pintakäsittelyyn tukeutumista käyttöiän varmistamiseksi. 6061 pysyy luokiteltuna hyväksi yleiseen ilmakehäkäyttöön, joten pinnoitettu 6061-kotelo ei ole poissuljettu pelkän korroosion perusteella^17,18.

Mitä lähteet eivät tarjoa, on kvantifioitu korroosionopeus tai pinnoitevaatimuskynnys kummallekin ympäristölle, joten päätös paljaan 5052:n ja pinnoitetun 6061:n välillä perustuu ostajan tuntemaan altistuksen vakavuuteen ja levyvalmistajan toteutettavissa olevaan pintakäsittelyyn, ei julkaistuun rajaan.

Varmista, että kotelo todella tarvitsee 6061-T6:n lujuuden

Lujuusero on ainoa mekaaninen syy hyväksyä 6061:n muovaus- ja hitsausrangaistukset. 6061-T6 myötölujuus on noin 43% korkeampi kuin 5052-H32, ja sen vetolujuus on myös korkeampi, mutta venymä on samankaltainen molemmilla^{2,5,12,16,23,25}.

Jos kotelon kuormat voidaan kantaa 5052-H32:lla, korkeampi lujuus ei osta mitään, ja muovaus- ja hitsausrangaistukset maksetaan syyttä. Jos kuormat todella vaativat 6061-T6:aa, rakenteen on hyväksyttävä yllä kuvatut taivutussäteet ja hitsausvyöhykkeen lujuusmenetys.

Tarkista kustannus- ja saatavuusoletukset ennen tarjouspyynnön julkaisua

Vain kustannuseron suunta on osoitettu: 5052 on yleisesti edullisempi kilolta kuin 6061¹⁸. Kumpaakaan seosta koskevia kilo- tai neliömetrihintoja asianmukaisissa paksuuksissa ja määrissä ei ole saatavilla, joten ostajan on hintalehdytettävä molemmat seokset toimittajan kanssa sen sijaan, että olettaisi prosentin.

Alla olevat tarkistukset kattavat sen, mitä lähteet voivat ja eivät voi tukea.

Missä lähteet eroavat 6061-T6:n taivutussäteestä

Vähimmäistaivutussäde 6061-T6:lle on se luku, jota ostaja ei voi ottaa yksittäisestä lähteestä. Raportoidut arvot vaihtelevat välillä 1.0x–5x materiaalin paksuus, ja tietty arvo riippuu valusta, paksuudesta ja taivutuskulmasta.

Koska määräävää standardia ei siteerata, piirustuksen tulisi ilmoittaa säde, jonka levyvalmistaja vahvistaa pystyvänsä pitämään, ja ostajan on varmennettava, mikä luku koskee todellista paksuutta ja taivutuskulmaa.

What the sources do not establish

• Ei kvantifioitua kustannusdataa (kilo- tai neliömetrihinta) 5052:n ja 6061:n levyjen välillä tietyissä paksuuksissa ja määrissä.
• Ei tiettyä saatavuus- tai toimitusaikadataa 5052- ja 6061-levyille vaadituissa paksuuksissa ja valuissa yleisten lausumien lisäksi.
• Ei kvantifioitua korroosionopeutta tai pinnoitevaatimuskynnystä ilmakehä- tai meriympäristöille.
• Ei taivutusvaraa tai työkalunkulumisdataa erityisesti 5052:n ja 6061:n välillä.
• Ei määräävää standardia tai auktoritatiivista teknistä lähdettä vähimmäistaivutussäteille tai hitsauslujuuden säilymisarvoille.
• Ei hitsinjälkeisen lämpökäsittelyn kustannusta tai aikatauluvaikutusta kvantifioituna 6061:lle.