آیا آلومینیوم 3003 H18 قابل جوش است؟

هنگام طراحی قطعات فلزی ساخته شده، مهندسان اغلب آلومینیوم 3003 H18 را مشخص می کنند زیرا بالاترین استحکام و سختی سطح موجود را در سری آلیاژهای بسیار مقاوم در برابر خوردگی-3003 ارائه می دهد. با این حال، یک مشکل مهندسی حیاتی زمانی ایجاد می‌شود که این اجزای{5}}با استحکام بالا باید به یکدیگر متصل شوند: وقتی مشعل جوشکاری را برای کرنش کامل-آلومینیوم سخت شده اعمال می‌کنید، چه اتفاقی می‌افتد؟

آیا آلومینیوم 3003 H18 قابل جوش است؟ بله، خود آلیاژ جوش پذیری عالی دارد و فلز پرکننده را به راحتی بدون ترک خوردن می پذیرد. با این حال، جوش 3003 H18 برای سازه های باربر به شدت ممنوع است. گرمای شدید فرآیند جوشکاری، استحکام سرد-مواد در ناحیه تحت تأثیر حرارت-(HAZ) را کاملاً از بین می‌برد. پس از جوشکاری، فلزی که بلافاصله محل اتصال جوش را احاطه کرده است، به طور چشمگیری نرم می شود و به حالتی شبیه به حالت "O" کاملا آنیل شده باز می گردد.

این راهنمای فنی مکانیک متالورژیکی منطقه تحت تأثیر حرارت-را توضیح می‌دهد، تلفات استحکام خاصی را که می‌توانید انتظار داشته باشید، مقایسه می‌کند، جوش‌پذیری دماهای مختلف را مقایسه می‌کند، و دستورالعمل‌های مهندسی عملی برای جوشکاری ایمن آلومینیوم 3003 ارائه می‌دهد.

صفحه آلومینیومی 3003 H18 چیست؟

برای درک اینکه چرا جوشکاری نقطه ضعف ساختاری ایجاد می کند، باید شرایط پایه ماده را تعریف کنیم.
آلومینیوم 3003 متعلق به سری 3xxx است که نشان می دهد آلیاژ آلومینیوم-منگنز (Al-Mn) است. به دلیل مقاومت استثنایی در برابر خوردگی شیمیایی و جوی در سطح جهانی شناخته شده است. مهمتر از همه، این یک آلیاژ غیرقابل عملیات حرارتی{--است. قدرت آن را نمی توان با استفاده از یک کوره پیری دستکاری کرد.

نام H18 به شدت به خلق و خوی فیزیکی آن اشاره دارد. این شرایط "کامل-سخت" است. در کارخانه نورد، آلومینیوم به طور مداوم سرد-در دمای اتاق تا حداکثر کاهش تجاری آن نورد می‌شود. این فشرده‌سازی مکانیکی چگالی عظیمی از نابجایی‌های داخلی ایجاد می‌کند که منجر به بالاترین استحکام کششی و تسلیم ممکن برای آلیاژ 3003 می‌شود، اما شکل‌پذیری آن تقریباً صفر است.

آیا آلومینیوم 3003 H18 قابل جوش است؟

از نقطه نظر ساخت خالص، جوش 3003 H18 بسیار آسان است. به خوبی جریان می یابد، از تمایل به ترک-گرمی رنج نمی برد، و کاملاً با فلزات پرکننده استاندارد پیوند می خورد.

با این حال، از نقطه نظر مهندسی و ساختاری، جوش 3003 H18 در وهله اول هدف خرید H18 را شکست می دهد. شما H18 را به دلیل قدرت تسلیم بالای آن خریداری می کنید. لحظه ای که یک قوس جوش را وارد می کنید، آن استحکام را برای همیشه در طول کل درز جوش پاک می کنید.

چرا جوش قدرت 3003 H18 را از بین می برد؟

قدرت 3003 H18 انرژی جنبشی مکانیکی ذخیره شده است. گرمای شدید جوشکاری گاز بی اثر تنگستن (TIG) یا گاز خنثی فلزی (MIG) به عنوان یک کوره آنیل موضعی عمل می کند.

هنگامی که مشعل جوشکاری فلز را بالاتر از دمای تبلور مجدد آن گرم می کند، ساختار دانه داخلی بسیار فشرده و متشنج مزاج H18 شل می شود. فلز در-منطقه متاثر از گرما (HAZ)-ناحیه بلافاصله مجاور حوضچه جوش-ساختار دانه‌ای کاملاً جدید و بدون تنش-را تشکیل می‌دهد.

این فرآیند، HAZ را از حالت کاملاً-سخت (H18) به حالت کاملاً نرم و بازپخت شده (مزاج O) تبدیل می‌کند. در حالی که فلز پایه شما ممکن است هنوز دارای استحکام تسلیم 130 مگاپاسکال باشد، نوار باریک فلز دقیقاً در کنار جوش شما به مقاومت تسلیم تقریباً 40 مگاپاسکال کاهش می یابد.

تجزیه و تحلیل عملکرد جوشکاری ورق آلومینیوم 3003

برای تعیین کمیت شدت این تخریب ساختاری، مهندسان به آزمایش های مکانیکی قبل و بعد از فرآیند جوشکاری تکیه می کنند. جدول زیر تغییرات فیزیکی در منطقه تحت تأثیر گرما-را نشان می‌دهد.

تجزیه و تحلیل داده ها برای تولید:
اگر مخزن تحت فشاری را طراحی کنید که ضخامت دیواره را بر اساس قدرت تسلیم 120 مگاپاسکال 3003 H18 محاسبه می کند، مخزن از کار می افتد. این بادکنک دقیقاً در نقطه HAZ، جایی که قدرت تسلیم به 40 مگاپاسکال کاهش یافته است، پاره می شود.

مطالعه موردی مهندسی: خرابی مخزن ذخیره سازی

یک سازنده تجهیزات صنعتی یک مخزن مستطیلی شکل برای ذخیره مایعات طراحی کرد. برای نازک نگه داشتن دیواره های مخزن و کاهش وزن، آنها صفحات آلومینیومی 3003 H18 را تهیه کردند. تیم ساخت TIG درزها را جوش داد. هنگامی که مخزن برای آزمایش فشار هیدرواستاتیک با آب پر شد، اتصالات جوش ترک نخورد، اما فلز بلافاصله به موازات جوش کشیده شد، برآمده شد و در نهایت باز شد.

سازنده با تیم متالورژی ما تماس گرفت. تجزیه و تحلیل ساده بود: فرآیند جوشکاری TIG به صورت محلی مواد H18 را آنیل کرده بود. ما خرید آنها را به آلومینیوم 5052 تغییر دادیم، یک آلیاژ درجه{{4}دریایی که استحکام پایه آن به جای نورد سرد به آلیاژ منیزیم متکی است و به ساختار جوش داده شده اجازه می‌دهد تا درجه فشار لازم را حفظ کند.

آیا شما یک سازه جوشی طراحی می‌کنید و به استحکام بالای یک مزاج سرد-تکیه می‌کنید؟ این یک ریسک مهندسی حیاتی است. امروز برای ارزیابی رایگان جوش پذیری با تیم فنی ما تماس بگیرید. ما می توانیم نمونه های آزمایشی آلومینیوم 3003 O، 3003 H14 و 5052 را ارائه کنیم تا تیم ساخت شما بتواند کارایی اتصال را قبل از اینکه سفارش انبوه انجام دهید آزمایش کند.

درخواست آخرین قیمت

روش های جوشکاری توصیه شده برای آلیاژهای آلومینیوم 3003

اگر باید آلومینیوم 3003 را جوش دهید-بدون توجه به خلق و خوی آن{2}}روش های صنعتی استاندارد اعمال می شود.

فرآیندهای جوشکاری قابل اجرا:

• جوشکاری TIG (GTAW): ایده آل برای ورق های آلومینیومی نازک 3003. این کنترل حرارت دقیق را ارائه می دهد، که به به حداقل رساندن عرض منطقه تحت تأثیر گرما کمک می کند، اگرچه نمی تواند به طور کامل از نرم شدن جلوگیری کند.
• جوشکاری MIG (GMAW): برای صفحات آلومینیومی 3003 ضخیم تر ترجیح داده می شود. این سریعتر است و نفوذ عالی را برای مفاصل ساختاری فراهم می کند.

فلزات پرکننده استاندارد:

• ER1100: برای مطابقت با شیمی فلز پایه استفاده می شود و به حداکثر رساندن مقاومت در برابر خوردگی بالاترین اولویت است.
• ER4043: رایج ترین و بسیار توصیه شده ترین پرکننده برای 3003. افزودن سیلیکون نقطه ذوب را کاهش می دهد و سیالیت عالی را فراهم می کند و خطر ترک خوردگی جوش را کاهش می دهد.
• ER5356: قابل استفاده است، اما به طور کلی 4043 برای فلزات پایه 3003 ترجیح داده می شود، مگر اینکه آنودایز بعدی نیاز به تطبیق رنگ داشته باشد.

قابلیت جوشکاری آلومینیوم 3003 H18 در مقابل H14 در مقابل O

برای جلوگیری از شکست ساختاری، مدیران تدارکات باید حالت مناسب را برای کاربردهای جوش داده شده انتخاب کنند. جدول زیر نشان می دهد که چرا مزاج نرم تر برای ساخت سنگین ترجیح داده می شود.

نتیجه‌گیری: برای سازه‌های با جوش‌کاری سنگین، ورق آلومینیوم 3003 O از نظر فنی قابل پیش‌بینی‌ترین است، زیرا خواص آن یکنواخت باقی می‌ماند. با این حال، سیم پیچ آلومینیومی 3003 H14 رایج ترین مصالحه در صنعت است، و در عین حال پذیرفتن این نکته که جوش ها نقاط ساختاری نرم تری را نشان می دهند، مقداری استحکام را برای جابجایی ارائه می دهد.

کاربردهای صنعتی

بر اساس مکانیزم نرم کننده HAZ، 3003 H18 در محدوده کاربرد آن کاملاً محدود است.

3003 H18 را جوش ندهید اگر:

• این قطعه در معرض بارهای فیزیکی بالا، ارتعاش، یا فشار داخلی (به عنوان مثال، مخازن تحت فشار، براکت های بالابر، چارچوب سازه) قرار می گیرد.
• محاسبات مهندسی شما به استحکام تسلیم H18 برای جلوگیری از تغییر شکل اجزا متکی است.

برنامه های قابل قبول برای 3003 H18:

• قطعاتی که به جای جوشکاری به صورت مکانیکی (پرچ یا پیچ) بسته می شوند.
• پانل‌های معماری مسطح، درب بطری‌های ROPP و مواد بسته‌بندی سفت و سخت که در آن‌ها به سختی سطح بالایی نیاز است اما اتصال لازم نیست.

رابطه بین عملیات حرارتی و آلومینیوم جوش داده شده

یک سوال متداول از سازندگان این است: "آیا می توانم 3003 H18 را جوش بدهم و سپس آن را گرم کنم-تا استحکام را بازگردانم؟"

پاسخ به صراحت منفی است. از آنجایی که 3003 یک آلیاژ غیرقابل عملیات حرارتی--است، نمی‌توانید مجموعه جوش داده شده را در یک کوره پیری قرار دهید تا HAZ را سخت کند. هنگامی که مشعل جوشکاری فلز را باز می کند، تنها راه فیزیکی برای بازیابی استحکام H18 آن این است که کل مجموعه جوش داده شده را از طریق یک-آسیاب نورد سرد- اجرا کنید که عملاً غیرممکن است. اگر مجموعه جوش داده شده شما به استحکام بالایی نیاز دارد، باید به آلیاژی مانند 6061 که قابل درمان با حرارت{9}}می باشد، تغییر دهید، که می تواند در حالت نرم جوش داده شود و متعاقباً به طور مصنوعی تا دمای T6 کهنه شود.
 

تامین کننده معتبر شما برای ساخت{{0}آلومینیوم آماده

مشخص کردن ماده ای با استحکام بالا فقط برای از بین بردن آن استحکام روی میز جوشکاری یک خطای خرید پرهزینه است. شما به یک شریک زنجیره تامین نیاز دارید که واقعیت متالورژیکی ساخت کارخانه را درک کند.

ما به عنوان یک تامین کننده آلومینیوم صنعتی با ظرفیت بالا- کار می کنیم و موادی را ارائه می دهیم که کاملاً با استانداردهای بین المللی ASTM B209 مطابقت دارند. چه خط تولید شما به ورق آلومینیوم 3003 O برای مجموعه های جوشی بسیار قابل پیش بینی، 3003 H14 برای کارهای عمومی ورق فلزی یا 3003 H18 برای پانل های سفت و سخت مکانیکی نیاز داشته باشد، ما از قابلیت های دقیق ساخت برای برآوردن نیازهای دقیق شما برخوردار هستیم. هر محموله شامل گواهینامه های جامع تست آسیاب (MTC) است که خواص مکانیکی مورد نیاز برای ساخت ایمن را تضمین می کند.

آیا آماده هستید که مشخصات مواد خود را با فرآیندهای ساخت واقعی خود هماهنگ کنید؟ ما موجودی سنگینی از آلومینیوم 3003 را در همه شرایط، آماده برای برش سفارشی، پردازش-برش-و صادرات جهانی فوری داریم. ضخامت، ابعاد و نیازهای جوشکاری مورد نیاز خود را همین امروز برای ما ارسال کنید. مهندسین فروش صادراتی متخصص ما درخواست شما را بررسی می‌کنند و ظرف چند ساعت یک پیشنهاد شفاف و کارخانه{5}}مستقیم ارائه می‌کنند. برای اطمینان از تامین آلومینیوم خود هم اکنون با ما تماس بگیرید.

در 24 ساعت یک پیشنهاد دریافت کنید