アルミニウム工場: 溶接された 6061 の引張強度を回復することは可能ですか?

溶接された 6061-T6 アルミニウムの引張強度を回復する方法。 ゲッティイメージズ

質問:当社は 6061-T6 アルミニウムをさまざまな製品形状に加工および溶接します。 溶接された 6061-T6 の極限引張強度 (UTS) は開始強度よりも大幅に低いことがわかります。 しかし、最近、溶接後に低温時効処理を行うことで、溶接後の強度をT6レベルまで回復できるという話を何人かの人から聞きました。 これは本当ですか？

答え:それが本当であれば人生がずっとシンプルになるので願っています。 残念ながらそうではありません。

ほぼすべての 6061-T6 製品フォームに必要な最小 UTS は 40 KSI です。 ただし、すべての製造コード (AWS D1.2、ASME ボイラーおよび圧力容器コードなど) では、溶接後に少なくとも 24 KSI UTS のみが必要です。 これは、引張試験が溶接手順の認定の一部である場合に満たす必要がある値です。 通常、それを行うのはそれほど難しいことではありません。 通常、引張サンプルのテストでは 25 または 26 KSI が得られます。

では、推奨事項に従い、試験前に溶接サンプルをエージングするとどうなるでしょうか? 熱影響部 (HAZ) は多少老化しますが、引張サンプルをテストすると、老化していないサンプルよりも 1 ～ 2 KSI 強いだけであることがわかります (25 ～ 27 KSI の範囲)。 T6 プロパティの近くにはありません。

T6 特性を完全に回復する唯一の方法は、コンポーネントを完全に再加熱処理することです。 これは、約 1,000 °F での溶体化熱処理とそれに続く急速冷水焼入れ、その後の低温 (400 °F) 時効処理で構成されます。 このプロセスは複雑で困難ですが、経験とスキルがあれば確実に可能です。

私はこの製造手順を使用している企業をいくつか知っています。 ただし、アルミニウムの熱処理の経験が豊富でない限り、一般的にはお勧めしません。 最大の問題は、通常、焼き入れ中にコンポーネントが大きく歪むことです。 その後、エージングの前に機械的に矯正する必要がありますが、これは簡単ではありません。

ただし、別の代替手段が考えられます。 可能であれば、T6 ではなく T4 調質の出発材料を購入してください。 これらを T4 焼き戻しで溶接し、その後 400 °F で 1 時間の低温時効処理を実行します (325 °F で 8 時間までの範囲の他の時効スケジュールも利用可能です)。 エージング後に引張試験を実行すると、サンプルは約 35 KSI UTS を示すことがわかります。これはまだ T6 特性ではありませんが、他の方法で得られる 24 KSI よりもはるかに近い値です。

発生する可能性がある次の 2 つの潜在的な問題に留意してください。 まず、小規模なエンド ユーザーの場合、T4 品質のアルミニウム合金を購入するのは難しいことがよくありますが、大規模なユーザーであれば問題ありません。 第二に、どの製造コードも、この手法を使用したことに対する特別な評価を与えるものではありません。 溶接部が 24 KSI のみであるかのように設計する必要があります。 しかし、皆さんの多くは特定の規範に縛られていません。

ぜひこのテクニックを試してみてください。 それは動作します。