Алюминиевый цех: можно ли восстановить прочность на разрыв сварного 6061

Как восстановить прочность сварного алюминия 6061-Т6. Гетти Изображения

Вопрос: Мы производим и свариваем алюминий 6061-T6 в различных формах. Мы понимаем, что предел прочности на разрыв (UTS) сварной стали 6061-T6 значительно ниже начальной прочности. Однако недавно несколько человек сказали мне, что мы можем восстановить прочность сварных деталей после сварки до уровня Т6, выполнив низкотемпературную обработку старением после сварки. Это правда?

А: Мне бы хотелось, чтобы это было правдой, потому что это сделало бы жизнь намного проще. К сожалению, это не так.

Требуемый минимальный UTS почти для всех форм продукции 6061-T6 составляет 40 KSI. Однако все производственные нормы (AWS D1.2, ASME по котлам и сосудам под давлением и т. д.) требуют не менее 24 KSI UTS после сварки. Это значение, которое необходимо соблюдать, когда испытание на растяжение является частью аттестации процедуры сварки. Обычно это не очень сложно сделать. Обычно при испытании образцов на растяжение вы получаете 25 или 26 KSI.

Что же произойдет, если вы последуете рекомендациям и состарите сварной образец перед испытанием? Зоны термического влияния (ЗТВ) немного стареют, но вы обнаружите, что при испытании образцов на растяжение они всего на 1–2 KSI прочнее, чем несостаренные образцы — в диапазоне от 25 до 27 KSI, что не является нормой. t где-нибудь близко к свойствам T6.

Единственный способ полностью восстановить свойства Т6 – провести полную повторную термообработку детали. Он состоит из термической обработки на раствор при температуре около 1000 градусов по Фаренгейту, за которой следует быстрая закалка в холодной воде, а затем низкотемпературная (400 градусов по Фаренгейту) обработка старением. Этот процесс сложный и трудный, но, безусловно, возможен, если у вас есть опыт и навыки.

Я знаю ряд компаний, которые используют эту производственную последовательность. Однако я не рекомендую его в целом, если у вас нет большого опыта в термообработке алюминия. Самая большая проблема заключается в том, что деталь обычно значительно деформируется во время закалки. Затем его необходимо механически выпрямить перед старением, что непросто.

Однако есть еще одна потенциальная альтернатива. Если можете, купите исходные материалы закалки Т4, а не Т6. Сварите их в состоянии Т4, а затем проведите низкотемпературную обработку старением при температуре 400 градусов по Фаренгейту в течение одного часа (доступны другие графики старения при температуре до 325 градусов по Фаренгейту в течение восьми часов). Если после старения вы проведете испытание на растяжение, вы обнаружите, что образцы будут демонстрировать около 35 KSI UTS — это все еще не свойства T6, но намного ближе, чем 24 KSI, которые вы получите в противном случае.

Имейте в виду эти две потенциальные проблемы, которые могут возникнуть. Во-первых, если вы являетесь мелким конечным пользователем, часто бывает сложно купить алюминиевые сплавы марки Т4, хотя у более крупных пользователей проблем не должно возникнуть. Во-вторых, ни один из производственных кодексов не дает вам никакой дополнительной оценки за использование этой техники. Вам все равно придется проектировать так, как если бы сварные швы имели толщину всего 24 KSI; однако многие из вас не связаны каким-либо конкретным кодексом.

Смело попробуйте эту технику. Оно работает.