6061-T6 アルミニウム合金は溶接できますか?

6061-T6 アルミニウムは溶接可能ですか?

はい. 6061-T6 は最も頻繁に溶接されるアルミニウム合金の 1 つで、製造ではガス タングステン アーク、ガスメタル アーク、抵抗および摩擦撹拌溶接によって接合されます。この合金は、適切な溶加材を使用して他の 6xxx および 5xxx グレードに溶接することもできます。

重要な条件は、溶接では T6 焼戻しが維持されないということです。アークの熱は熱影響ゾーンを超えます。また、アルミニウムは熱を急速に伝導するため、そのゾーンは広くなります。-溶接金属自体は鋳造 5xxx または 4xxx 組成であり、その横の軟化領域が接合部の制限的な特徴となります。したがって、設計者は、局所的な強度の低下が許容される場合にのみ、溶接製造に 6061-T6 を選択します。

6061-T6 の一般的な溶接プロセス

酸素-燃料溶接は決して使用されず、被覆電極を使用したシールド金属アーク溶接は構造用アルミニウム接合部には受け入れられません。摩擦撹拌溶接は、接合領域の T6 強度の重要な部分を維持できる唯一の広く利用可能な方法であるため、強化されたパネルや大規模なアセンブリに使用されます。

溶加材の選択

強度は溶接によって局所的に破壊される析出硬化に依存するため、溶加材は母材金属の T6 強度を回復しません。実際的なルールは、耐亀裂性と外観が重要な場合は ER4043 を使用し、強度と靱性がより重要な場合は ER5356 を使用し、継手の設計と使用荷重がわかった後でのみ充填材を選択することです。

溶接品質を決める工程管理

接合部を脱脂し、酸化層を機械的に除去して短時間で溶接し、準備された表面をクリーン ルーム用アイテムとして扱います。-

塩素-ベースやシリコン-ベースの洗浄剤は、溶接後に腐食を促進する残留物を残すため避けてください。

厚い部分のみ軽い予熱を使用して融着を確保し、薄い部分ではパス間温度を低く保ち、熱影響部の軟化を制限します。-

電流、電圧、移動速度をセクションに合わせます。移動速度が遅すぎると入熱が増加し、軟化領域が広がることに注意してください。

適切なシールドガスの流れを維持し、作業物をドラフトから保護します。要求の厳しい作業にはトレーリングシールドを使用する

ヒートシンク、バッキングバー、バランスの取れた溶接シーケンスを使用して、アルミニウム製造で最も一般的な欠陥である歪みを制御します。

各パスがすでに軟化している素材に熱を加えるため、パスの数を最小限に抑え、過度の織り込みを避けます。

アルミニウム溶接は鋼よりもパラメータのドリフトがはるかに少ないため、製造前に手順と溶接工を AWS D1.2 に準拠させる必要があります。

強度損失と設計への影響

6061-T6 の突合せ継手全体では、破壊は溶接部の横の軟化領域で発生するため、引張試験では通常、母材の強度のかなりの部分が得られます。したがって、ジョイントの効率は後から考えるものではなく、設計に入力するものです。

母材の金属特性ではなく、アルミニウム構造溶接規定の許容応力に合わせて設計する-

溶接継手が主な荷重を受ける部分の厚さを増やすか、局所的な補強を追加します。

溶接をピーク応力点から離して配置し、交差する溶接を避けます

溶接強度が設計の大半を占める場合は、6061-T4 を溶接し、その後 T6 または 5xxx 合金に人工時効処理することを検討してください。

より高い接合効率により工具コストが正当化される摩擦撹拌溶接を指定します。

溶接継手の疲労性能は、ベース合金の強度ではなく、溶接の詳細カテゴリによって左右されることに注意してください。

溶接後の完全な溶体化処理と再時効処理は原理的には可能ですが、溶接アセンブリに焼き入れを行うと修正が難しい歪みが発生するため、現実的になることはほとんどありません。{0}

よくある質問

Q: 6061-T6 アルミニウム合金は溶接できますか?
はい。通常は TIG、MIG、抵抗および摩擦撹拌溶接によって溶接されます。また、適切な溶加材を使用して 5xxx およびその他の 6xxx グレードに接合することもできます。

Q: 6061-T6 にはどのような溶加材を使用する必要がありますか?
耐亀裂性と外観が重要な場合は ER4043 が一般的に選択され、接合強度と靭性がより重要な場合は ER5356 または ER5183 が選択されます。選択は共同設計とサービス負荷に従う必要があります。

Q: 溶接すると 6061-T6 の強度が低下しますか?
はい。熱影響部-は過時効が発生し、T6 強度の大部分が失われるため、溶接継手は母材よりも弱くなります。この削減は、溶接の実践によって排除されるのではなく、設計で許容されます。

Q: 溶接後に T6 焼き戻しは復元できますか?
完全な溶液処理とアセンブリ全体の再エージングが必要ですが、歪みがあるため実際的であることはほとんどありません。{0}局所的な加熱では焼き戻しを回復することはできず、溶接部の人為的時効だけでは母材の金属特性は回復しません。-

Q: 6061-T6 では摩擦撹拌溶接が MIG よりも優れていますか?
摩擦撹拌溶接では合金を溶かさず、歪みが少ないため、母材の強度が大幅に保持されます。{0}剛性の高い裏当てと工具が必要なため、ジョイントのパフォーマンスがコストに見合った場合に選択されます。

Q: 6061-T6 はステンレス鋼または 7075 アルミニウムに溶接できますか?
鋼への溶融溶接は推奨されません。バイメタルトランジションピースまたはメカニカルジョイントを使用する必要があります。 7075 への接合は、亀裂や腐食のリスクがあるため、構造上の使用においても避けられます。

Q: 6061-T6 を溶接するときに亀裂が発生する原因は何ですか?
一般的な原因としては、不適切な溶加材、グリースや酸化物による汚染、過剰な拘束、過大な入熱、不適切な取り付けなどが挙げられます。-正しいフィラーの選択、きれいな表面、および適切な手順により、ほとんどの亀裂が防止されます。