نمای کلی لوله آلومینیومی 6061
6061 یک آلیاژ آلومینیوم قابل عملیات حرارتی{1} از سری 6xxx (Al-Mg-Si) است که ترکیبی از استحکام خوب، جوش‌پذیری، مقاومت در برابر خوردگی و ماشین‌کاری است. در شکل لوله سرد بدون درز به طور گسترده برای کاربردهای ساختاری، مکانیکی و مهندسی که در آن دقت ابعادی، کیفیت سطح و خواص مکانیکی قابل اعتماد مورد نیاز است استفاده می شود. مرحله کشش سرد این محصول را از لوله اکسترود شده متمایز می کند: قطر را کاهش می دهد، تحمل ها را سفت می کند و سطح و استحکام مواد را بهبود می بخشد.
فرآیند تولید مرحله به مرحله
تولید لوله سرد بدون درز 6061 از یک توالی دقیق پیروی می کند. ابتدا شمش‌های آلیاژی 6061 درجه بالا-برای اطمینان از ترکیب شیمیایی ثابت انتخاب می‌شوند. سپس شمش ها تا حدود 480-520 درجه سانتیگراد گرم می شوند تا به فلز انعطاف پذیری لازم برای اکستروژن داده شود. شمش گرم شده از طریق یک قالب و سنبه به داخل یک لوله توخالی اکسترود می شود، پس از آن ماده خالی به سرعت توسط آب یا هوا خنک می شود تا ریزساختار تثبیت شود. قسمت خالی سرد شده به صورت سرد از طریق قالب های متوالی کشیده می شود تا قطر را کاهش دهد، تحمل ابعادی را بهبود بخشد و سطح را افزایش دهد. در جایی که شرایط T6 مشخص شده است، لوله سپس تحت عملیات حرارتی محلول، کوئنچ و پیری مصنوعی قرار می گیرد تا به استحکام و سختی بالایی برسد. در نهایت، لوله صاف می شود، به طول های مشخص شده توسط مشتری بریده می شود، به صورت اختیاری آنودایز می شود یا به طور دیگری تحت درمان سطح قرار می گیرد و قبل از بسته بندی برای حمل و نقل تحت بازرسی و آزمایش قرار می گیرد.
طبقه بندی ضخامت لوله در مقابل لوله و دیوار
یک نقطه سردرگمی رایج تفاوت بین لوله آلومینیومی و لوله آلومینیومی است. لوله عمدتاً برای انتقال سیال یا گاز استفاده می شود و با قطر داخلی و برنامه مشخص می شود. لوله برای اهداف ساختاری و مکانیکی استفاده می شود و با قطر خارجی و ضخامت دیوار مشخص می شود. در محصول لوله، نسبت ضخامت دیواره به قطر خارجی طبقه‌بندی را تعیین می‌کند: لوله‌های دیواره ضخیم معمولاً با نسبت دیواره-به قطر بالای 0.02 تعریف می‌شوند، در حالی که یک لوله نازک-دیواره دارای نسبت زیر 0.02 است. طبقه بندی اهمیت دارد زیرا بر استحکام، انعطاف پذیری، رفتار شکل دهی و روش خمشی مناسب تأثیر می گذارد.
خواص مکانیکی توسط Temper
خواص مکانیکی لوله 6061 به مزاج بستگی دارد. حداقل مقادیر معمول منتشر شده برای لوله بدون درز کشیده شده به شرح زیر است. در شرایط آنیل شده O، استحکام کششی حداقل 152 مگاپاسکال، استحکام تسلیم حداقل 97 مگاپاسکال و ازدیاد طول 15 درصد است. در حالت T4، استحکام کششی حداقل 207 مگاپاسکال و استحکام تسلیم حداقل 110 مگاپاسکال است، با کشیدگی بین 16 تا 20 درصد بسته به ضخامت دیواره. در حالت T6 یا T62، استحکام کششی حداقل 290 مگاپاسکال و استحکام تسلیم حداقل 241 مگاپاسکال است، با کشیدگی از 10 تا 14 درصد بسته به ضخامت دیواره. این مقادیر مطابق با الزامات استانداردهایی مانند ASTM B210 برای لوله آلومینیومی بدون درز کشیده شده است. مقادیر دقیق تضمین شده برای یک سفارش معین باید در گواهی تست مواد تایید شود.
ملاحظات خمش و ساخت
خمش یکی از متداول ترین عملیات ساخت لوله 6061 می باشد و طبع آن باید با در نظر گرفتن خمش انتخاب شود. شرایط T6 استحکام بالا اما شکل‌پذیری محدودی را ارائه می‌کند، بنابراین برای خمش‌های شعاع محکم، توصیه می‌شود که ابتدا لوله را با حالت O بازپخت کنید و سپس اگر استحکام کامل بازیابی شد، پس از شکل‌گیری مجدداً{4}} عملیات حرارتی T6 را اعمال کنید. به عنوان یک نقطه شروع کلی، شعاع خم باید حداقل سه برابر قطر بیرونی لوله باشد تا از ترک خوردن جلوگیری شود. یک خم کن چرخشی-نوع سنبه با ابزار منطبق با اندازه لوله، یکنواخت ترین تغییر شکل را ایجاد می کند و سرعت خمش باید برای جلوگیری از تمرکز تنش کنترل شود. روغن کاری و محافظت از سطح کمک می کند تا از خراشیدگی و داغ شدن جلوگیری شود. پس از خم شدن، قطعه باید از نظر بیضی بودن و نازک شدن دیواره بررسی شود و در پایان فرآیند می توان از درمان های سطحی مانند آندایزینگ استفاده کرد.
کنترل کیفیت و سفارش
هر قطعه تولیدی باید از نظر دقت ابعادی، کیفیت سطح و عملکرد مکانیکی بازرسی شود. آسیاب های معتبر ترکیب شیمیایی را با طیف سنجی انتشار نوری آزمایش می کنند، خواص کششی را تأیید می کنند و بررسی های غیرمخرب را روی محصول بدون درز انجام می دهند. هنگام سفارش لوله سرد کشیده بدون درز 6061، آلیاژ، دما، قطر خارجی، ضخامت دیواره، طول و استاندارد حاکم را مشخص کنید و گواهی آزمایش مواد را درخواست کنید تا خواص تحویل شده بر اساس مشخصات تأیید شود.
سوالات متداول
س: تفاوت بین لوله آلومینیومی بدون درز و جوش داده شده چیست؟
پاسخ: لوله بدون درز به روش اکستروژن و کشش سرد تولید می شود و بدون درز جوش طولی است که باعث می شود برای خدمات فشار و کاربردهایی که در معرض خستگی ارتعاشی هستند ترجیح داده شود. لوله جوش داده شده از جوشکاری نواری و درز تشکیل می شود که برای بسیاری از کاربردهای ساختاری بدون فشار- اقتصادی تر است.
س: آیا می توان لوله 6061-T6 را به راحتی خم کرد؟
پاسخ: 6061-T6 شکل پذیری محدودی دارد، بنابراین خم شدن محکم بدون ترک خوردن دشوار است. برای شعاع های محکم، قبل از خم شدن به حالت O بازپخت کنید، سپس در صورت نیاز به استحکام اولیه، مجدداً{4}}تا T6 عملیات حرارتی کنید.
س: حداقل شعاع خمشی توصیه شده برای لوله 6061 چقدر است؟
پاسخ: به عنوان یک قانون کلی، شعاع خمش خط مرکزی باید حداقل سه برابر قطر بیرونی لوله باشد. شعاع قابل دستیابی به مزاج، ضخامت دیوار و ابزار بستگی دارد و باید با آزمایش خمش تأیید شود.
س: تفاوت بین لوله آلومینیومی و لوله آلومینیومی چیست؟
A: لوله با قطر داخلی مشخص می شود و عمدتاً برای انتقال مایع یا گاز استفاده می شود. لوله با قطر خارجی و ضخامت دیوار مشخص می شود و برای کاربردهای ساختاری و مکانیکی استفاده می شود.
س: چه استانداردی لوله بدون درز کشیده شده 6061 را پوشش می دهد؟
A: ASTM B210 آلومینیوم بدون درز کشیده شده و لوله آلیاژی آلومینیم{1}}و ASTM B241 لوله و لوله بدون درز اکسترود شده را پوشش می دهد. ترکیب 6061 توسط انجمن آلومینیوم ثبت شده است.
س: هنگام سفارش لوله بدون درز 6061 چه اطلاعاتی باید ارائه شود؟
A: آلیاژ، دما، قطر خارجی، ضخامت دیوار، طول، کمیت، پوشش سطح و استاندارد حاکم را مشخص کنید و گواهی آزمایش مواد را با نتایج آزمایش شیمیایی و مکانیکی درخواست کنید.
