5052-H32 ali 6061-T6 za upogiban in varjen ovoj iz pločevine: kdaj je nadgradnja trdnosti vredna kaznujoč pri oblikovanju in varjenju

Najprej odločite, kakšna vrsta kosa je ovoj

Izbira zlitine izhaja iz tega, kaj mora ovoj početi, in ne iz razvrstitve lastnosti. Oblikovan in varjen ovoj je problem izdelave: pločevina se mora upogniti brez razpok in šivi se morajo obdržati po varjenju.

Material 5052-H32 je običajno priporočeno izhodišče za to delo, ker se mu formabilnost in varljivost ujemata^2,6,22,31. Material 6061-T6 je izbira, ki jo poganja trdnost, njegove kazni pa doletijo točno tam, kjer je ovoj najšibkejši.

Varjenje materiala 6061-T6 zmehča toplotno vplivano cono, obnovitev lastnosti T6 pa zahteva raztopinsko toplotno obdelavo plus staranje, kar viri opisujejo kot drago^7,14,26,27. Naročnik, ki predpiše material 6061-T6 za varjen ovoj, si torej izbere bodisi korak toplotne obdelave po varjenju bodisi konstrukcijo, dimenzionirano okoli zmanjšane trdnosti varjalne cone.

Če je ne pri čemer ne sprejemljivo, je odločitev o zlitini že sprejeta.

Izključite material 6061-T6, če so upogibni radiji na risbi ozki

Formabilnost je točka, kjer se zlitini najostreje ločita. Material 5052-H32 je za upogibanje ocenjen kot odličen in ga je mogoče oblikovati v ožje radije brez razpok, medtem ko je 6061-T6 ocenjen kot zadosten in je nagnjen k razpokam brez večjih radijev ali zmehčanja^2,4,6,18.

Praktična posledica je, da ovoj iz materiala 6061-T6 z ozkimi koti morda sploh ni oblikovan v stanju T6.

Viri se ne strinjajo, kako velik mora biti radij: poročani minimalci za material 6061-T6 segajo od 1.0x do 5x debeline materiala, eden vir pa priporoča notranje radije vsaj 2x do 3x debeline posebej za upogibe 90 stopinj^4,9,14,29.

Ker ni utrjena nobena ena sama številka, mora risba navesti eksplicitni notranji upogibni radij in ga ne prepuščati izvajalčevi privzeti vrednosti. Če konstrukcija ne more sprejeti širokega radija, ostaja ena pot: kos oblikovati v stanju T4 ali O in nato toplotno obdelati do T6¹⁴.

To doda korak toplotne obdelave v urnik in ga je treba citirati, preden je zlitina fiksirana.

Odločite, ali varjena sestavljena enota lahko ostane v stanju po varjenju

Varjenje spremeni trdnost spoja, obe zlitini pa izgubita različno. V stanju po varjenju material 6061-T6 izgubi približno 30-50% svoje trdnosti T6 v toplotno vplivani coni in ohrani približno 60% trdnosti T6; obnovitev polnih lastnosti zahteva raztopinsko toplotno obdelavo plus staranje^7,14,26,27.

Material 5052 ohrani več svoje trdnosti v isti coni in ne potrebuje obdelave po varjenju^7,14. Ta razlika odloča o poti izdelave.

Če varjene sestave iz materiala 6061 ni mogoče ponovno toplotno obdelati, mora biti konstrukcija dimenzionirana okoli zmanjšane trdnosti varjalne cone ali pa se prerez poveča, material 5052 pa je lahko boljša izbira^7,27. Če je toplotna obdelava po varjenju izvedljiva, material 6061 ohranja prednost, da ga je mogoče ponovno toplotno obdelati nazaj do T6¹⁴.

Natančne vrednosti ohranjene trdnosti se razlikujejo med viri in ni naveden obvezujoči varilni standard, ki bi določil obvezno številko, zato je treba trdnost varjalne cone, uporabljeno v konstrukciji, potrditi z izvajalcem in je ne predpostavljati.

Zlitino uskladite z uporabnim okoljem

Odpornost proti koroziji je edina lastnost, pri kateri viri kažejo v isto smer. Material 5052 je ocenjen kot boljši od 6061, zlasti pri morski in slani vodi, kjer je 6061 ocenjen kot dober, a manj odporen^2,17–19,28.

Za ovoj, ki bo izpostavljen zunanjim, obalnim ali kemičnim vplivom, ta ocena daje prednost materialu 5052 in zmanjšuje odvisnost od prevleke za življenjsko dobo. Material 6061 ostaja ocenjen kot dober za splošno atmosfersko uporabo, zato prevlečen ovoj iz materiala 6061 korozija sama po sebi ne izključuje^17,18.

Kar viri ne ponudijo, je kvantificirana hitrost korozije ali prag zahteve po prevleki za katero koli okolje, zato odločitev med golim materialom 5052 in prevlečenim 6061 počiva na resnosti izpostavljenosti, ki jo naročnik pozna, in na zaključni obdelavi, ki jo izvajalce zmore, in ne na objavljeni meji.

Potrdite, da ovoj dejansko potrebuje trdnost materiala 6061-T6

Razlika v trdnosti je edini mehanski razlog, da sprejmete kazni materiala 6061 pri oblikovanju in varjenju. Meja teka materiala 6061-T6 je približno 43% višja kot pri 5052-H32, natezna trdnost je prav tako višja, raztezek pa je za obe podoben^{2,5,12,16,23,25}.

Če bremena ovoja lahko nosi material 5052-H32, višja trdnost ne kupi ničesar, kazni pri oblikovanju in varjenju pa se plačajo brez razloga. Če bremena resnično zahtevajo material 6061-T6, mora konstrukcija sprejeti upogibne radije in izgubo trdnosti varjalne cone, opisano zgoraj.

Preverite predpostavke o stroških in razpoložljivosti, preden izdate povpraševanje

Utrjena je le smer razlike v strošku: material 5052 je splošno cenejši na funt kot 6061¹⁸. Podatkov na funt ali na kvadratni čevelj za katero koli zlitino v relevantnih debelinah in količinah ni, zato mora naročnik obe zlitini ceniti pri dobavitelju in ne predpostavljati odstotka.

Spodnji pregledi pokrivajo, česar viri podpirajo in česar ne.

Kje se viri razhajajo glede upogibnega radija materiala 6061-T6

Minimalni upogibni radij za material 6061-T6 je edina številka, ki je naročnik ne more vzeti iz enega vira. Poročane vrednosti segajo od 1.0x do 5x debeline materiala, določena vrednost pa je odvisna od stanja materiala, debeline in kota upogiba.

Ker ni naveden obvezujoči standard, naj risba navesti radij, ki ga izvajalce potrdi, da ga zmore držati, naročnik pa naj preveri, katera številka velja za dejansko debelino in kot upogiba.

What the sources do not establish

• Ni kvantificiranih podatkov o strošku (na funt ali na kvadratni čevelj) za pločevino 5052 v primerjavi z 6061 v določenih debelinah in količinah.
• Ni specifičnih podatkov o razpoložljivosti ali dobavnem roku za pločevino 5052 in 6061 v zahtevanih debelinah in stanjih materiala, poleg splošnih izjav.
• Ni kvantificirane hitrosti korozije ali praga zahteve po prevleki za atmosferska ali morska okolja.
• Ni podatkov o upogibnem dodatku ali obrabi orodij, specifičnih za materiala 5052 in 6061.
• Ni naveden obvezujoči standard ali avtoritativni tehnični vir za minimalne upogibne radije ali vrednosti ohranjene varilne trdnosti.
• Ni kvantificiranega stroška ali vpliva na urnik toplotne obdelave po varjenju za material 6061.