Bükülmüş ve Kaynaklı Sac Metal Kutu için 5052-H32 mi 6061-T6 mı: Dayanım Yükseltmesi Şekillendirme ve Kaynak Cezasına Ne Zaman Değer

Önce kutunun ne tür bir parça olduğuna karar verin

Alaşım seçimi, kutunun ne yapmak zorunda olduğundan gelir; özellik sıralamasından değil. Şekillendirilmiş ve kaynaklı bir kutu bir imalat problemidir: sac çatlamadan bükülmeli ve dikişler kaynaktan sonra sağlam kalmalıdır.

5052-H32, şekillendirilebilirliği ve kaynaklanabilirliği bu işe uyarlandığı için bu iş için yaygın önerilen başlangıç noktasıdır^2,6,22,31. 6061-T6 dayanımla motive edilen bir seçimdir ve cezaları tam olarak kutunun en zayıf olduğu noktaya düşer.

6061-T6'nın kaynaklanması ısı etkilenen bölgeyi yumuşatır ve T6 özelliklerinin geri kazanılması, kaynakların yüksek maliyetli olarak tanımladığı çözelti ısıl işlemi artı yaşlandırmayı gerektirir^7,14,26,27. Bu nedenle kaynaklı bir kutu için 6061-T6 belirten bir alıcı ya kaynak sonrası ısıl işlem adımını ya da azaltılmış kaynak bölgesi dayanımı etrafında boyutlandırılmış bir tasarımı seçmiş olur.

İkisi de kabul edilemezse, alaşım kararı zaten verilmiştir.

Teknik resmin bükme yarıçapları sıkıysa 6061-T6'yı elemeli

İki alaşımın en keskin ayrıştığı nokta şekillendirilebilirliktir. 5052-H32 bükme için mükemmel derecelendirilmiştir ve çatlamadan daha sıkı yarıçaplara şekillendirilebilirken, 6061-T6 orta derecelendirilmiştir ve daha büyük yarıçaplar veya yumuşatma olmadan çatlamaya eğilimlidir^2,4,6,18.

Pratik sonuç şudur: sıkı köşeli bir 6061-T6 kutusu, T6 temperinde hiç şekillendirilemeyebilir. Kaynaklar yarıçapın ne kadar büyük olması gerektiği konusunda hemfikir değildir: 6061-T6 için bildirilen minimumlar 1.0x ile 5x malzeme kalınlığı arasında değişmekte ve bir kaynak, özellikle 90 derecelik bükümler için en az 2x ila 3x kalınlıkta iç yarıçaplar önermektedir^4,9,14,29.

Tek bir değer kesinleştirilemediği için, teknik resim yarıçapı imalatçının varsayılanına bırakmak yerine açık bir iç bükme yarıçapı belirtmelidir. Tasarım cömert bir yarıçapa yer açamıyorsa tek bir yol kalır: parçayı T4 veya O temperinde şekillendirin ve sonrasında T6'ya ısıl işlem uygulayın¹⁴.

Bu, programa bir ısıl işlem adımı ekler ve alaşım sabitlenmeden önce fiyatlandırılmalıdır.

Kaynaklı montajın kaynaklandığı haliyle kalıp kalamayacağına karar verin

Kaynak, birleşimin dayanımını değiştirir ve iki alaşım farklı miktarlarda kaybeder. Kaynaklı halde 6061-T6, ısı etkilenen bölgede T6 dayanımının kabaca 30-50%'sini kaybeder ve T6 dayanımının yaklaşık %60'ını korur; tam özelliklerin geri kazanılması çözelti ısıl işlemi artı yaşlandırma gerektirir^7,14,26,27.

5052, aynı bölgede dayanımının daha fazlasını korur ve kaynak sonrası işlem gerektirmez^7,14. Bu fark imalat yolunu belirler.

Kaynaklı 6061 montajı yeniden ısıl işleme alınamayacaksa, tasarım azaltılmış kaynak bölgesi dayanımı etrafında boyutlandırılmalı veya kesit artırılmalıdır ve 5052 daha iyi seçim olabilir^7,27. Kaynak sonrası ısıl işlem yapılabilirse, 6061 T6'ya geri ısıl işlenebilme avantajını korur¹⁴.

Korunan dayanıma ilişkin kesin değerler kaynağa göre değişir ve zorunlu bir değer belirleyen bir bağlayıcı kaynak standardı atıf yapılmamıştır; bu nedenle tasarımda kullanılacak kaynak bölgesi dayanımı varsayılmak yerine imalatçıyla teyit edilmelidir.

Alaşımı servis ortamıyla eşleştirin

Korozyon direnci, kaynakların aynı yönü gösterdiği tek özelliktir. 5052, 6061'e göre üstün derecelendirilmiştir; özellikle 6061'in iyi ama daha az dirençli derecelendirildiği deniz ve tuzlu su maruziyetinde^2,17–19,28.

Açık hava, kıyı veya kimyasal maruziyet görecek bir kutu için bu derecelendirme 5052'yi destekler ve kullanım ömrü açısından kaplamaya dayanmayı azaltır. 6061, genel atmosferik servis için iyi derecelendirilmeye devam eder; bu nedenle kaplamalı bir 6061 kutusu yalnızca korozyon nedeniyle elenmez^17,18.

Kaynakların sağlamadığı şey, her iki ortam için de nicelendirilmiş bir korozyon hızı veya kaplama gereksinimi eşiğidir; bu nedenle çıplak 5052 ile kaplamalı 6061 arasındaki karar, yayınlanmış bir limite değil, alıcının bildiği maruziyet şiddetine ve imalatçının uygulayabileceği yüzey işlemine dayanır.

Kutunun gerçekten 6061-T6'nın dayanımına ihtiyacı olduğunu doğrulayın

Dayanım farkı, 6061'in şekillendirme ve kaynak cezalarını kabul etmenin tek mekanik gerekçesidir. 6061-T6 akma dayanımı 5052-H32'den kabaca 43% daha yüksektir ve çekme dayanımı da daha yüksektir, ancak uzama iki alaşım için benzerdir^{2,5,12,16,23,25}.

Kutunun yükleri 5052-H32 tarafından taşınabiliyorsa, daha yüksek dayanım hiçbir şey satın almaz ve şekillendirme ve kaynak cezaları boşuna ödenir. Yükler gerçekten 6061-T6 gerektiriyorsa, tasarım yukarıda açıklanan bükme yarıçaplarını ve kaynak bölgesi dayanım kaybını karşılayacak biçimde kurgulanmalıdır.

RFQ'yu yayınlamadan önce maliyet ve bulunabilirlik varsayımlarını kontrol edin

Maliyet farkının yalnızca yönü kesinleşmiştir: 5052 genellikle 6061'den birim pound başına daha düşük maliyetlidir¹⁸. İlgili kalınlık ve adetlerde her iki alaşım için birim pound veya birim metrekare başına değer mevcut değildir; bu nedenle alıcı yüzdeyi varsaymak yerine her iki alaşımı da tedarikçiyle fiyatlandırmalıdır.

Aşağıdaki kontroller, kaynakların neyi destekleyip neyi desteklemediğini kapsar.

Kaynakların 6061-T6 bükme yarıçapı konusunda ayrıştığı noktalar

6061-T6 için minimum bükme yarıçapı, alıcının tek bir kaynaktan alamayacağı değerdir. Bildirilen değerler 1.0x ile 5x malzeme kalınlığı arasında değişir ve spesifik değer temper, kalınlık ve bükme açısına bağlıdır.

Bağlayıcı bir standart atıf yapılmadığı için, teknik resim imalatçının tutabileceğini teyit ettiği bir yarıçap belirtmeli ve alıcı hangi değerin gerçek kalınlık ve bükme açısı için geçerli olduğunu doğrulamalıdır.

Kaynakların kanıtlamadığı konular

• Belirli kalınlık ve adetlerde 5052 ile 6061 sacı için nicelendirilmiş maliyet verisi (pound veya metrekare başına) yok.
• Genel ifadelerin ötesinde, gerekli kalınlık ve temperlerde 5052 ve 6061 sacı için spesifik bulunabilirlik veya teslim süresi verisi yok.
• Atmosferik veya deniz ortamları için nicelendirilmiş korozyon hızı veya kaplama gereksinimi eşiği yok.
• 5052 ile 6061'e özgü bükme payı veya kalıp aşınması verisi yok.
• Minimum bükme yarıçapları veya kaynak dayanım koruma değerleri için bağlayıcı bir standart veya yetkili teknik kaynağa atıf yok.
• 6061 için kaynak sonrası ısıl işlem maliyeti veya program etkisi nicelendirilmemiş.