Stop aluminium 6063 jest głównym narzędziem w branży do wytłaczania: profili architektonicznych, ram-ścian osłonowych, poręczy i elementów konstrukcyjnych. Spawa łatwiej niż mocniejsze-stopy poddawane obróbce cieplnej, takie jak 6061 - mniejsze-odkształcenie-strefy wpływu ciepła (HAZ) -, ale podobnie jak wszystkie stopy-utwardzalne ze względu na starzenie, traci wytrzymałość w strefie spawania i należy uwzględnić tę stratę. W tym artykule opisano skład, procedurę spawania i sekwencję-obróbki cieplnej, wraz z potrzebnymi liczbami.
1. Bazowy materiał: aluminium 6063
6063 to stop Al-Mg-Si: magnez 0,45–0,9%, krzem 0,2–0,6%, pozostała część aluminium. Umacnia się poprzez wytrącanie Mg₂Si. W stanie T6 zapewnia wytrzymałość na rozciąganie około 240 MPa i wydajność około 215 MPa przy doskonałym wykończeniu powierzchni i reakcji anodowania -, dlatego dominuje wytłaczane sekcje architektoniczne.
2. Spawalność: co naprawdę robi HAZ
6063 zapewnia gładkie szwy spawalnicze i niewielkie odkształcenia, ale wytrzymałość mechaniczna spoiny i SWC spada o 20–50%, przy średniej redukcji o około 30%. Rzeczywista strata zależy od stanu podstawowego (T5, T6), procesu spawania, doprowadzonego ciepła i prędkości przesuwu. W przypadku obciążeń konstrukcyjnych wymagane jest albo-ponowne starzenie-po spawaniu, albo konstrukcja z kompensacją-wytrzymałości (grubszy przekrój na złączu).
3. Metody spawania
TIG (GTAW):wybór, gdy liczy się jakość i wygląd spoiny - czyste, atrakcyjne wizualnie ściegi, niski dopływ ciepła, minimalne odkształcenia; idealny do prac architektonicznych i dekoracyjnych.
MIG (GMAW):wybór dla produktywności -grubościennych-wytłoczek profilowych, profili-o dużych przekrojach poprzecznych, produkcji zautomatyzowanej lub-na dużą skalę.
4. Wybór wypełniacza: 4043 vs 5356
| Podsadzkarz | Mocne strony | Kompromisy- |
| ER4043 (Al-Si5) | Doskonała płynność, gładka stopka, dobra-odporność na pękanie na gorąco, dobrze pasuje do koloru anodowanego | Niższa wytrzymałość spoiny niż 5356; koralik może przyciemnić się po anodowaniu |
| ER5356 (Al-Mg5) | Wyższa wytrzymałość na rozciąganie; mocniejsze spoiny, w których liczy się wydajność mechaniczna | Zawiera magnez - anodowany na inny odcień; niższa plastyczność; wyższa wrażliwość na pęknięcia w 6063 w niektórych konfiguracjach |
W przypadku większości prac architektonicznych 6063 bezpiecznym ustawieniem domyślnym jest ER4043; wybierz ER5356, gdy złącze musi przenosić większe obciążenia, a dopasowanie koloru po anodowaniu nie jest krytyczne.
5. Procedura spawania
- Przygotowanie powierzchni:warstwa tlenku Al₂O₃ topi się znacznie powyżej metalu nieszlachetnego, dlatego należy ją usunąć - szczotką specjalną szczotką drucianą ze stali nierdzewnej-(używaną tylko do aluminium) lub czyścić chemicznie, aż powierzchnia stanie się jasna i metaliczna.
- Gaz osłonowy:argon o wysokiej-czystości Większy lub równy 99,99%, przepływ 8–12 l/min; odpowiednie ekranowanie zapobiega porowatości i utlenianiu.
- Rozgrzewanie:w przypadku ścian o grubości powyżej 8 mm podgrzać do 100–150 stopni, aby poprawić penetrację i zmniejszyć ryzyko pękania na zimno; utrzymuj niskie ogrzewanie - nadmierne ciepło mija się z celem.
- Parametry:stosować stosunkowo niski prąd spawania i dużą prędkość spawania, aby ograniczyć całkowite doprowadzenie ciepła; zawęża to HAZ i ogranicza degradację wytrzymałości.
- Po-spawaniu:pozwolić spawanym elementom na naturalne ostygnięcie (bez wymuszonego hartowania); tam, gdzie wymagana jest większa wytrzymałość, należy zastosować-ponowne starzenie-po spawaniu-, szczególnie w przypadku materiału T6.
6. Zasady obróbki cieplnej
Celem obróbki cieplnej 6063 jest kontrola wytrącania się Mg₂Si, wytrzymałości równoważącej, ciągliwości i reakcji na wytłaczanie. Istnieją dwa etapy-obróbki cieplnej oraz skrót produkcyjny:
Leczenie roztworem:podgrzać do 530–540 stopni (utrzymując 1–2 godziny w zależności od grubości przekroju) w celu rozpuszczenia Mg₂Si w stały roztwór, następnie ostudzić wodą z szybkością chłodzenia co najmniej 150 stopni/min w celu zamrożenia przesyconego stałego roztworu. Szybkie hartowanie zapobiega przedwczesnemu wytrącaniu się i zapewnia jednolite właściwości w całym przekroju.
Sztuczne starzenie się - T6:starzenie się w temperaturze 170–180 stopni przez 8–12 godzin, chłodne powietrzem. Zapewnia to najwyższą osiągalną wytrzymałość dla 6063.
Starzenie się online-- T5:wykonywane bezpośrednio po wytłoczeniu (ochłodzenie w prasie, następnie starzenie w temperaturze 150–170 stopni przez 4–6 godzin). T5 zapewnia wysoką wydajność produkcji przy dobrze-zbilansowanych właściwościach mechanicznych i jest najczęstszym gatunkiem stosowanym w profilach architektonicznych.
Naturalne starzenie się:Po 7–14 dniach w temperaturze pokojowej osiąga około 70–80% wytrzymałości T6 -, co jest odpowiednie tam, gdzie maksymalna wytrzymałość nie jest konieczna i pozwala na to czas realizacji.
7. Wytyczne projektowe
- W przypadku spawanych zespołów konstrukcyjnych dopasuj wymiary złącza do wytrzymałości HAZ zmniejszonej o ~30% lub określ ponowne-ponowne-starzenie po spawaniu.
- Jeśli część będzie anodowana po spawaniu, potwierdź wybór wypełniacza za pomocą anodyzatora - 4043, a 5356 uzyska wyraźnie różne kolory.
- Dokumentuj parametry-obróbki cieplnej i kalibrację pieca; sprawdzić właściwości końcowe poprzez badanie twardości (np. 6063-T6 ≈ 73–80 HB).
