5052-H32 vs 6061-T6 สำหรับกล่องครอบอุปกรณ์แผ่นโลหะที่ต้องดัดและเชื่อม: เมื่อไรที่การอัปเกรดความแข็งแรงคุ้มกับโทษด้านการขึ้นรูปและการเชื่อม

ก่อนอื่น ตัดสินว่ากล่องครอบอุปกรณ์นี้เป็นชิ้นงานแบบใด

การเลือกอัลลอยต้องตามจากหน้าที่ที่กล่องครอบอุปกรณ์ต้องทำ ไม่ใช่จากการจัดอันดับสมบัติวัสดุ กล่องครอบอุปกรณ์แบบขึ้นรูปและเชื่อมคือปัญหาการผลิตชิ้นงานแผ่นโลหะ: แผ่นต้องดัดได้โดยไม่แตกร้าว และรอยต่อต้องแน่นหนาหลังเชื่อม 5052-H32 คือจุดเริ่มต้นที่แนะนำกันทั่วไปสำหรับงานลักษณะนี้ เพราะความสามารถในการขึ้นรูปและการเชื่อมได้ตรงกับงาน^2,6,22,31 6061-T6 เป็นทางเลือกที่ขับด้วยความแข็งแรง และโทษของมันดิ่งตรงจุดที่กล่องครอบอุปกรณ์อ่อนที่สุด การเชื่อม 6061-T6 ทำให้เขตได้รับความร้อน (HAZ) อ่อนตัวลง และการคืนสมบัติ T6 ต้องการการอบชุบด้วยความร้อนแบบทำละลาย (solution heat treatment) บวกการอบชรา ซึ่งแหล่งข้อมูลอธิบายว่าต้นทุนสูง^7,14,26,27 ผู้ซื้อที่ระบุ 6061-T6 สำหรับกล่องครอบอุปกรณ์ที่ต้องเชื่อมจึงกำลังเลือกระหว่างขั้นตอนอบชุบด้วยความร้อนหลังเชื่อม หรือการออกแบบที่คำนึงถึงความแข็งแรงที่ลดลงของเขตเชื่อม ถ้าทั้งสองทางยอมรับไม่ได้ การตัดสินอัลลอยก็จบแล้ว

ตัด 6061-T6 ออกถ้ารัศมีดัดบนแบบสั่งผลิตแคบ

ความสามารถในการขึ้นรูปคือจุดที่อัลลอยทั้งสองต่างกันชัดที่สุด 5052-H32 ได้รับการจัดระดับยอดเยี่ยมสำหรับการดัดและขึ้นรูปรัศมีแคบได้โดยไม่แตกร้าว ขณะที่ 6061-T6 ได้ระดับพอใช้และมีแนวโน้มแตกร้าวหากไม่ใช้รัศมีใหญ่ขึ้นหรือไม่อ่อนสภาพ^2,4,6,18 ผลเชิงปฏิบัติคือกล่องครอบอุปกรณ์ 6061-T6 ที่มีมุมแคบอาจขึ้นรูปไม่ได้เลยในสภาพ T6 แหล่งข้อมูลไม่เห็นพ้องว่ารัศมีต้องใหญ่เท่าใด: ค่าขั้นต่ำที่รายงานสำหรับ 6061-T6 อยู่ระหว่าง 1.0x ถึง 5x ของความหนาวัสดุ และมีแหล่งข้อมูลหนึ่งแนะนำรัศมีด้านในอย่างน้อย 2x ถึง 3x ของความหนาสำหรับการดัดมุม 90 องศาโดยเฉพาะ^4,9,14,29 เนื่องจากไม่มีตัวเลขเดียวที่ยืนยันได้ แบบสั่งผลิตต้องระบุรัศมีดัดด้านในอย่างชัดเจน ไม่ใช่ปล่อยให้เป็นค่ามาตรฐานของผู้ผลิต หากงานออกแบบรับรัศมีกว้างไม่ได้ ยังเหลือทางหนึ่ง: ขึ้นรูปชิ้นงานในสภาพ T4 หรือ O แล้วอบชุบไปเป็น T6 ภายหลัง¹⁴ ทางนี้เพิ่มขั้นตอนอบชุบด้วยความร้อนเข้าตารางผลิต และควรขอใบเสนอราคาก่อนตัดสินใจตายตัวที่อัลลอย

ตัดสินว่าชิ้นงานเชื่อมประกอบจะอยู่ในสภาพหลังเชื่อมตามที่เป็นได้หรือไม่

การเชื่อมเปลี่ยนความแข็งแรงของรอยต่อ และอัลลอยทั้งสองสูญเสียไม่เท่ากัน ในสภาพหลังเชื่อม 6061-T6 สูญเสียความแข็งแรง T6 ราว 30-50% ในเขตได้รับความร้อน (HAZ) และเหลือประมาณ 60% ของความแข็งแรง T6; การคืนสมบัติเต็มต้องการการอบชุบด้วยความร้อนแบบทำละลายบวกการอบชรา^7,14,26,27 5052 รักษาความแข็งแรงในเขตเดียวกันได้มากกว่าและไม่ต้องบำบัดหลังเชื่อม^7,14 ความต่างนี้ตัดสินเส้นทางการผลิต ถ้าชิ้นงานเชื่อม 6061 อบชุบด้วยความร้อนซ้ำไม่ได้ งานออกแบบต้องคำนึงถึงความแข็งแรงที่ลดลงของเขตเชื่อมหรือเพิ่มหน้าตัด และ 5052 อาจเป็นทางเลือกที่ดีกว่า^7,27 ถ้าการอบชุบด้วยความร้อนหลังเชื่อมทำได้ 6061 ยังคงข้อได้เปรียบที่อบชุบซ้ำกลับไปเป็น T6 ได้¹⁴ ค่าความแข็งแรงคงเหลือแน่นอนต่างกันตามแต่ละแหล่งข้อมูล และไม่มีมาตรฐานการเชื่อมที่ครอบงำถูกอ้างเพื่อกำหนดตัวเลขบังคับ ดังนั้นค่าความแข็งแรงเขตเชื่อมที่ใช้ออกแบบควรยืนยันกับผู้ผลิต ไม่ใช่สมมติเอา

จับคู่อัลลอยกับสภาพแวดล้อมการใช้งาน

ความต้านทานการกัดกร่อนคือสมบัติเดียวที่แหล่งข้อมูลชี้ไปทางเดียวกัน 5052 ได้รับการจัดระดับเหนือกว่า 6061 โดยเฉพาะในงานทะเลและน้ำเค็ม ซึ่ง 6061 ได้ระดับดีแต่ทนน้อยกว่า^2,17–19,28 สำหรับกล่องครอบอุปกรณ์ที่จะสัมผัสกลางแจ้ง ชายฝั่ง หรือสารเคมี การจัดระดับนี้เอื้อต่อ 5052 และลดการพึ่งพาสารเคลือบผิวเพื่ออายุการใช้งาน 6061 ยังได้ระดับดีสำหรับงานบรรยากาศทั่วไป ดังนั้นกล่องครอบอุปกรณ์ 6061 ที่เคลือบผิวไม่ถูกตัดสิทธิด้วยการกัดกร่อนเพียงอย่างเดียว^17,18 สิ่งที่แหล่งข้อมูลไม่ได้ให้คืออัตราการกัดกร่อนเชิงตัวเลขหรือค่าเกณฑ์ความจำเป็นสารเคลือบสำหรับสภาพแวดล้อมใด ดังนั้นการตัดสินระหว่าง 5052 เปลือยกับ 6061 เคลือบผิว ขึ้นอยู่กับความรุนแรงการสัมผัสที่ผู้ซื้อรู้และผิวเสร็จที่ผู้ผลิตทำได้ ไม่ใช่ขีดจำกัดที่ตีพิมพ์

ยืนยันว่ากล่องครอบอุปกรณ์ต้องการความแข็งแรงของ 6061-T6 จริง

ส่วนต่างความแข็งแรงคือเหตุผลทางกลเพียงข้อเดียวที่จะรับโทษการขึ้นรูปและการเชื่อมของ 6061 ค่าครากของ 6061-T6 สูงกว่า 5052-H32 ราว 43% และความแข็งแรงแรงดึงก็สูงกว่าด้วย แต่การยืดตัวของทั้งสองใกล้เคียงกัน^{2,5,12,16,23,25} ถ้าโหลดของกล่องครอบอุปกรณ์รับได้ด้วย 5052-H32 ความแข็งแรงที่สูงกว่าไม่ซื้ออะไรเลย และโทษการขึ้นรูปกับการเชื่อมก็จ่ายไปโดยไม่มีเหตุผล ถ้าโหลดต้องการ 6061-T6 จริง งานออกแบบต้องรองรับรัศมีดัดและการสูญเสียความแข็งแรงเขตเชื่อมที่อธิบายไว้ข้างต้น

เช็กข้อสมมติเรื่องต้นทุนและความพร้อมจำหน่ายก่อนปล่อยคำขอใบเสนอราคา

ที่ยืนยันได้มีเพียงทิศทางของส่วนต่างต้นทุน: 5052 มีราคาต่อปอนด์ต่ำกว่า 6061 โดยทั่วไป¹⁸ ไม่มีตัวเลขต่อปอนด์หรือต่อตารางฟุตของทั้งสองอัลลอยที่ความหนาและจำนวนที่เกี่ยวข้องให้ใช้ ดังนั้นผู้ซื้อต้องขอราคาทั้งสองอัลลอยจากซัพพลายเออร์ ไม่ใช่สมมติเป็นเปอร์เซ็นต์ รายการตรวจสอบด้านล่างครอบคลุมว่าอะไรที่แหล่งข้อมูลรองรับและไม่รองรับได้

จุดที่แหล่งข้อมูลขัดแย้งกันเรื่องรัศมีดัดของ 6061-T6

รัศมีดัดขั้นต่ำของ 6061-T6 คือตัวเลขเดียวที่ผู้ซื้อหยิบจากแหล่งข้อมูลเดียวไม่ได้ ค่าที่รายงานอยู่ระหว่าง 1.0x ถึง 5x ของความหนาวัสดุ และค่าที่ใช้จริงขึ้นกับสภาพแข็ง (temper) ความหนา และมุมดัด เนื่องจากไม่มีมาตรฐานที่ครอบงำถูกอ้าง แบบสั่งผลิตควรระบุรัศมีที่ผู้ผลิตยืนยันว่าคุมได้ และผู้ซื้อควรตรวจว่าค่าใดใช้กับความหนาและมุมดัดจริง

What the sources do not establish

• ไม่มีข้อมูลต้นทุนเชิงตัวเลข (ต่อปอนด์หรือต่อตารางฟุต) ของแผ่น 5052 เทียบ 6061 ที่ความหนาและจำนวนที่ระบุ
• ไม่มีข้อมูลความพร้อมจำหน่ายหรือระยะเวลาผลิตและส่งมอบเฉพาะของแผ่น 5052 และ 6061 ที่ความหนาและสภาพแข็งที่ต้องการ นอกเหนือจากคำแถลงทั่วไป
• ไม่มีอัตราการกัดกร่อนเชิงตัวเลขหรือค่าเกณฑ์ความจำเป็นสารเคลือบสำหรับสภาพบรรยากาศหรือทะเล
• ไม่มีข้อมูลค่าผ่อนดัด (bend allowance) หรือการสึกเครื่องมือที่ระบุเฉพาะของ 5052 เทียบ 6061
• ไม่มีมาตรฐานที่ครอบงำหรือแหล่งข้อมูลทางเทคนิคที่มีอำนาจถูกอ้างสำหรับรัศมีดัดขั้นต่ำหรือค่าความแข็งแรงคงเหลือของรอยเชื่อม
• ไม่มีต้นทุนการอบชุบด้วยความร้อนหลังเชื่อมหรือผลกระทบตารางผลิตของ 6061 ที่ถูกระบุปริมาณ