O alumínio 6061-T6 é soldável?
Sim. 6061-T6 é uma das ligas de alumínio soldadas com mais frequência e é acompanhada na produção por arco de gás de tungstênio, arco de metal a gás, resistência e soldagem por fricção. A liga também pode ser soldada a outras classes 6xxx e 5xxx com metais de adição adequados.
A qualificação importante é que a soldagem não preserva a têmpera T6. O calor do arco ultrapassa a zona-afetada pelo calor e, como o alumínio conduz o calor rapidamente, essa zona é ampla. O metal de solda em si é uma composição fundida 5xxx ou 4xxx, e a zona amolecida ao lado é a característica limitante da junta. Portanto, os projetistas selecionam o 6061-T6 para fabricações soldadas somente quando permitem essa redução de resistência local.
Processos comuns de soldagem para 6061-T6
| Processo | Características | Uso típico |
|---|---|---|
| GTAW/TIG | Corrente alternada com partida de alta-frequência, blindagem de argônio, mais alta qualidade e controle, menor taxa de deposição | Secções finas, juntas visíveis, trabalhos de reparação, passes de raiz |
| GMAW/MIG | Transferência pulsada ou por spray, alta taxa de deposição, carretel-na-pistola ou alimentação de arame push-pull | Soldagem de produção de seções médias e grossas |
| Soldagem por resistência | Soldagem por pontos, costura ou projeção de chapas, tempos de ciclo muito curtos | Conjuntos de chapa metálica soldados de um lado |
| Soldagem por fricção | Processo-de estado sólido, sem fusão, retém muito mais resistência do-metal original, precisa de ferramentas rígidas | Juntas, painéis e estruturas reforçadas-de maior resistência |
| Laser e feixe de elétrons | Zona muito estreita-afetada pelo calor, alto custo de capital, ajuste de junta-crítico | Aplicações selecionadas de precisão e alto volume- |
A soldagem oxi-combustível nunca é usada, e a soldagem a arco de metal blindado com eletrodos revestidos não é aceitável para juntas estruturais de alumínio. A soldagem por fricção e mistura é a única rota amplamente disponível que mantém uma parte significativa da resistência T6 na área da junta, razão pela qual é usada para painéis reforçados e grandes montagens.
Seleção de metal de adição
| Preenchimento | Composição | Comportamento em 6061-T6 |
|---|---|---|
| ER4043 | Al-5Si | Excelente fluidez e menor risco de fissuração por solidificação, mas menor resistência da junta e aparência anodizada mais escura |
| ER5356 | Al-5Mg | Maior resistência e boa tenacidade, melhor correspondência de cores após anodização, sensibilidade a trincas ligeiramente maior em alguns projetos de juntas |
| ER5183 | Al-4,8Mg com Mn e Cr | Preenchimento-de alta resistência usado onde a resistência da junta é a prioridade e o metal base permite isso |
Nenhum metal de adição restaura a resistência T6 do metal base, porque a resistência depende do endurecimento por precipitação que a soldagem destrói localmente. As regras práticas são usar o ER4043 onde a resistência à fissuração e a aparência são importantes e o ER5356 onde a resistência e a tenacidade são mais importantes, e escolher o enchimento somente depois que o projeto da junta e as cargas de serviço forem conhecidos.
Controle de processo que decide a qualidade da solda
Desengordure a junta, remova mecanicamente a camada de óxido e solde em pouco tempo, tratando a superfície preparada como um-item de sala limpa
Evite agentes de limpeza à base de-cloro e silicone-, que deixam resíduos que promovem corrosão após a soldagem
Use um pré-aquecimento leve apenas em seções grossas para garantir a fusão e mantenha a temperatura entre passes baixa em seções finas para limitar o amolecimento da zona-afetada pelo calor
Combine a corrente, a tensão e a velocidade de deslocamento com a seção, lembrando que uma velocidade de deslocamento muito lenta aumenta a entrada de calor e amplia a zona amolecida
Manter adequado fluxo de gás de proteção e proteger a obra de correntes de ar; use um escudo de arrasto em trabalhos exigentes
Use dissipadores de calor, barras de apoio e sequências de soldagem balanceadas para controlar a distorção, que é o defeito mais comum na fabricação de alumínio
Minimize o número de passagens e evite tecelagem excessiva, pois cada passagem adiciona calor ao material já amolecido
Qualifique procedimentos e soldadores para AWS D1.2 antes da produção, uma vez que a soldagem de alumínio é muito menos tolerante ao desvio de parâmetros do que o aço
Perda de força e implicações de design
Através de uma junta de topo em 6061-T6, o teste de tração normalmente fornece uma fração substancial da resistência do metal original porque a falha ocorre na zona amolecida ao lado da solda. A eficiência conjunta é, portanto, uma contribuição do projeto, e não uma reflexão tardia.
Projetar de acordo com as tensões admissíveis do código de soldagem estrutural de alumínio, e não com as propriedades do-metal original
Aumente a espessura ou adicione reforço local onde uma junta soldada suporta a carga primária
Coloque as soldas longe dos pontos de pico de tensão e evite soldas que se cruzam
Considere 6061-T4 soldado e posteriormente envelhecido artificialmente até T6, ou uma liga 5xxx, quando a resistência da solda dominar o projeto
Especifique a soldagem por fricção onde uma maior eficiência da junta justifica o custo do ferramental
Lembre-se de que o desempenho à fadiga de uma junta soldada é determinado pela categoria do detalhe da solda, e não pela resistência da liga base.
O tratamento completo da solução pós{0}}soldagem e o reenvelhecimento-são possíveis em princípio, mas raramente práticos, porque a têmpera de uma montagem soldada introduz distorções que são difíceis de corrigir
Perguntas frequentes
P: A liga de alumínio 6061-T6 pode ser soldada?
Sim. É rotineiramente soldado por soldagem TIG, MIG, por resistência e por fricção, e também pode ser unido a classes 5xxx e outras classes 6xxx com um metal de adição adequado.
P: Qual metal de adição deve ser usado para 6061-T6?
ER4043 é a escolha usual onde a resistência à trinca e a aparência são importantes, e ER5356 ou ER5183 onde a resistência e a tenacidade da junta são mais importantes. A seleção deve seguir o projeto da junta e a carga de serviço.
P: A soldagem reduz a resistência do 6061-T6?
Sim. A zona-afetada pelo calor está desgastada e perde uma grande parte da resistência T6, de modo que a junta soldada é mais fraca que o metal original. A redução é permitida no projeto e não eliminada pela prática de soldagem.
P: A têmpera T6 pode ser restaurada após a soldagem?
Somente por meio de um tratamento completo da solução e{0}}reenvelhecimento de toda a montagem, o que raramente é prático devido à distorção. O aquecimento local não pode restaurar a têmpera e o envelhecimento artificial da zona de solda por si só não recupera as propriedades do-metal original.
P: A soldagem por fricção é melhor do que MIG para 6061-T6?
A soldagem por fricção retém consideravelmente mais resistência do-metal original porque não derrete a liga e produz menos distorção. Requer suporte e ferramentas rígidas, por isso é escolhido quando o desempenho da junta justifica o custo.
P: O 6061-T6 pode ser soldado em aço inoxidável ou alumínio 7075?
A soldagem por fusão em aço não é recomendada; deve ser utilizada uma peça de transição bimetálica ou uma junta mecânica. A união ao 7075 também é evitada em serviços estruturais devido ao risco de trincas e corrosão.
P: O que causa rachaduras durante a soldagem do 6061-T6?
As causas comuns são metal de adição incorreto, contaminação por graxa ou óxido, restrição excessiva, muita entrada de calor e ajuste inadequado-. A seleção correta do enchimento, superfícies limpas e procedimentos qualificados evitam a maioria das rachaduras.
