Officina dell'alluminio: è possibile ripristinare la resistenza alla trazione nel 6061 saldato

Come ripristinare la resistenza alla trazione nell'alluminio 6061-T6 saldato. Immagini Getty

Q: Produciamo e saldiamo l'alluminio 6061-T6 in varie forme di prodotto. Comprendiamo che la resistenza alla trazione finale (UTS) del 6061-T6 saldato è significativamente inferiore alla resistenza iniziale. Tuttavia, alcune persone mi hanno detto di recente che possiamo ripristinare la resistenza dei componenti saldati dopo la saldatura ai livelli T6 eseguendo un trattamento di invecchiamento a bassa temperatura dopo la saldatura. È vero?

UN: Vorrei che fosse vero perché renderebbe la vita molto più semplice. Sfortunatamente non lo è.

L'UTS minimo richiesto per quasi tutte le forme di prodotto 6061-T6 è 40 KSI. Tuttavia, tutti i codici di fabbricazione (AWS D1.2, ASME Boiler and Pressure Vessel Code, ecc.) richiedono solo un minimo di 24 KSI UTS dopo la saldatura. Questo è il valore che devi soddisfare quando la prova di trazione fa parte della qualificazione di una procedura di saldatura. In genere non è molto difficile da fare. Di solito si ottengono 25 o 26 KSI testando i campioni di trazione.

Quindi cosa succede se si seguono le raccomandazioni e si invecchia il campione saldato prima del test? Le zone alterate dal calore (HAZ) invecchiano un po', ma scoprirai che quando provi i campioni di trazione, sono solo da 1 a 2 KSI più forti dei campioni non invecchiati, nell'intervallo da 25 a 27 KSI, che non è t ovunque vicino alle proprietà T6.

L'unico modo per ripristinare completamente le proprietà T6 è eseguire un trattamento termico completo del componente. Questo consiste in un trattamento termico della soluzione a circa 1.000 gradi F seguito da un rapido raffreddamento in acqua fredda, seguito dal trattamento di invecchiamento a bassa temperatura (400 F). Questo processo è complesso e difficile, ma certamente possibile se si ha l'esperienza e l'abilità.

Conosco diverse aziende che utilizzano questa sequenza di produzione. Tuttavia non lo consiglio in generale a meno che tu non abbia molta esperienza nel trattamento termico dell’alluminio. Il problema più grande è che il componente solitamente si deforma notevolmente durante la tempra. Deve poi essere stirato meccanicamente prima della stagionatura, cosa non semplice.

Tuttavia, esiste un’altra potenziale alternativa. Se puoi, acquista i materiali di partenza nella tempra T4, anziché T6. Saldarli allo stato T4 e quindi eseguire un trattamento di invecchiamento a bassa temperatura a 400 gradi F per un'ora (sono disponibili altri programmi di invecchiamento che vanno fino a 325 gradi F per otto ore). Dopo l'invecchiamento, se esegui test di trazione, scoprirai che i campioni presenteranno circa 35 KSI UTS, ancora non proprietà T6 ma molto più vicine ai 24 KSI che otterresti altrimenti.

Tieni presente questi due potenziali problemi che possono verificarsi. Innanzitutto, se sei un piccolo utente finale, le leghe di alluminio sono spesso difficili da acquistare nella tempra T4, anche se gli utenti più grandi non dovrebbero avere problemi. In secondo luogo, nessuno dei codici di fabbricazione ti dà alcun credito aggiuntivo per l'utilizzo di questa tecnica. Dovrai comunque progettare come se le saldature fossero solo 24 KSI; tuttavia, molti di voi non sono vincolati da alcun codice specifico.

Sentiti libero di provare questa tecnica. Funziona.