Tracción en Aluminio T5

[zgz_alu]

Hola a todos,

Después de haber realizado todo el proceso de homologación de procedimiento y de soldadores compruebo que en el ensayo de tracción sólo aparece el resultado obtenido en el ensayo, no aparece el valor mínimo a cumplir. Tras comunicarlo al laboratario y al inspector, a fecha de hoy no sabemos si el resultado del ensayo es satisfactorio.

A raíz de esto me surge la siguiente duda:

¿Que valores de límite elástico y de resistencia a la tracción debe cumplir una probeta de 6082 T6?

En el momento del soldeo, la ZAT queda "recocida" y por tanto perdemos las propiedades del temple T6 de la aleación, con lo cual el valor esperado en el ensayo de tracción será menor que el propio de la aleación sin soldar.

¿Es esto cierto?. En tal caso, ¿donde buscar este valor a superar?

Muchas gracias de antemano.

Un saludo

[Hernan S.C.]

La denominacion de los estados del aluminio y sus aleaciones se realizan de acuerdo con la norma UNE EN 38 002. El termino acritud se aplica a los productos semielavorados que han sido sometidos a una deformacion plastica en frio o con deformacion plastica en caliente al objeto de lograr unas propiedades mecanicas determinadas. Las aleaciones de aluminio se puede clasifircar segun el proceso de elaboracion como lo son aleaciones de moldeo, aleaciones de forja, y segun el metodo utilizado para aumentar su resistencia mecanica aleaciones no tratables termicamente, y aleaciones tratables termicamente ( mediante la disolucion de aleantes en forma de solucion solida y posterior precipitacion de estos pequeños precipitados coherentes o semicoherentes ).

Partiendo de estos preceptos la consideracion que hay que evaluar es el tipo de aleacion de aluminio bonificadas o no bonificadas que has empleado en la homologacion del procedimiento de soldeo y si es tratable o no tratable termicamente, de esta manera ya se puede saber que consideracion deberia haberse tomando en la WPQR que has elavorado, ahora bien los sistemas de aleacion que sufren una reaccion de de solubilizacion y de precipitacion entre el tratamiento termico ocasionan cambios microestructurales en una aleacion endurecida por envejecimiento durante varias etapas del tratamiento termico que se emplee. En una soldadura de empalmes soldados de una aleacion determinada las variaciones de dureza y caracteristicas mecanicas ( resistencia a la rotura 12 Kg/mm2, limite elastico 10 kg/mm2, .etc ) son importantes que se forma a partir de precipitacion, que tambien podrian ser soldaduras hechas en condiciones de tratamiento de calentamiento total.

En un ensayo de traccion los valores de los resultados de las probetas no seran admisibles si de 3 valores 2 de ellos estan por debado del limite elestico del material, es decir si el limite elastico del aluminio es 10 Kg/mm2 los valores de las probetas a ensayar deberab estar igual o por encima del limite elastico de la aleacion de aluminio ( bonificada o no bonificada ).

Las soldaduras de aluminio resultan muy dificiles , normalmente las caracteristicas mecanicas del aluminio se deben al estado de acritud y al tratamiento termico de las mismas. Estas caracteristicas pueden verse afectadas de forma importante aunque solo sea localmente por el calor aportado en el proceso de soldeo, la resistencia de calculo se obtiene a partir de los valores caracteristicos del metal base afectandolos de 2 coeficientes que dependan de la soldadura, el primero es en funcion de la calidad de ejecucion y suele tomar valores 1 para juntas radiografiadas y 0.8 sin controles radiograficos, el segundo depende del grado de eficiencia metalurgica puede oscilar entre 0.5 y 1 dependiendo de factores ( clase de aleacion, espesor, estado inicial, proceso de soldeo y tratamiento posterior ).

El tratamiento que suele emplearse a las aleaciones de aluminio es el bonificado que consiste escencialmente en un temple mas un revenido, aunque se admiten distintas variantes se resume escencialmente en : calentamiento hasta unos 500ºC (SOLUBILIZACION), enfriamiento rapido(SOBRESATURACION especie de temple o hipertemple), maduracion que puede ser natural o artificial a veces se llama ENVEJECIMIENTO, los resultados son unos precipitados que endurezen la matriz de aluminio.

En este tratamiento podemos destacar lo siguiente: el efecto de la primera etapa no es comparable al que se produce en los aceros por el contrario el resultado es un material relativamente blando, el proceso final de maduracion o envejecimiento es el que permite alcanzar las mejores propiedades mecanicas no obstante si se rebasan los tiempos de las temperaturas se produce un deterioro de las propiedades.

Bueno espero que esta informacion que he suministrado les ayude en su paradoja de la soldabilidad del aluminio.


Hernan Santana Castillo
Oviedo

[zgz_alu]

Lo primero gracias por tu respuesta.

Todavía sigo sin entender que para un cupón de soldadura realizado con material 6082 T6, aleación tratable térmicamente que ha llevado un proceso de solución, temple y maduración artificial, se exija un valor de límite elástico y de rotura igual al de la aleación, porque eso es técnicamente imposible al modificar dicho tratamiento en la ZAT.

Si esto no es así, ¿podría explicarme alguien porqué?

[Rafa]

Buenas,
creo que básicamente la idea es que si sueldas y debilitas el material.. pon un tornillo, o un remache o aprende a soldar. Vamos que no es de recibo que una estructura bien calculada se rompa porque una soldadura resiste menos que el resto de la estructura.

Lo que puedes hacer es tratar la soldadura antes y/o despues para mejorar prpdes mecánicas.

[zgz_alu]

Veo que tienes poca experiencia en la soldadura de alumnio y que tampo diferencias entre zona de fusión y zona afectada térmicamente (ZAT para tu información)

Yo no hablo de rotura en la zona de fusión (matrial de aportación) hablo de rotura en la ZAT.

Tras comprar y leer la norma UNE-EN-ISO 15614-2 (Homologación de procedimiento de soldeo para aluminio y sus aleaciones) ya he verificado el valor de tensión de rotura que debe superar la probeta, por su puesto es inferior al del material base, concretamente en un 30% para 6082 T6 con envejecimiento natural tras la operación de soldeo.

Estudia las propiedades mecánicas de las aleaciones de alumnio en función del proceso de bonificado que han sufrido y entenderás el porque.

A veces es mejor dar respuestas cuando se conoce de que se habla que confundir a la gente.

Gracias de todas formas por molestarte en escribir algo.

[Rafa]

Buenos días,
Efectivamente tengo poca experiencia, nunca se deja de aprender y de adquirirla, así que gracías por compartir tu experiencia.

En la 15614-2 :"Especificación y cualificación de procedimientos de soldeo para soldeo por arco de aluminio y sus aleaciones" para el grupo de aleaciones que indicas, observarás que indica( no recuerdo exactamente donde pero creo que era al pie de la página o de la tabla), que se alcanza mejores propiedades si se hace un tratamiento post-soldeo y que la resistencia a la tracción debe estar de acuerdo a la especificación de diseño.

No sé para que se emplea esta soldadura, pero si el material está sometido a fatiga, se mejora su comportamiento si se hace tratamiento post-soldeo.

Seguiré estudiando, gracias por el consejo, aunque creo que no he confundido a nadie.

[Hernan S.C.]

Añadiendo un poco mas al tema de la aliacion 6082 T6 puedo argumentar unos parametros que hay que considerar si la normativa no las especifica respecto a esta aliacion:

El aluminio aleación magnesio silicio 6082 es de uso general en la construcción de maquinaria industrial, armamento y blindaje.
Automoción: vehículos industriales.
Plantillas

Tratamientos Térmicos:
Puesto en solución: 535º C + - 5º C de 0,5 a 2 horas.
Temple en agua fria (40º C max). Tan rápido como sea possible.
Maduración: Estado T4, 8 dias mínimo a 20º C.
Maduración artificial: Estado T6, 16 horas a 165º C + - 5º C ó 8 horas a 175º C += 5º C.
Recocido: De 30 min. a 2 horas a 380º -420º C, seguido de enfriamineto lento.
Trabajo en caliente: desde 300º a 490ºC.

Las consideraciones acerca de los parametros de la norma son una referencia a cumplir satisfactoriamente dentro de cualificacion y homologacion de un procedimiento de soldeo.
Espero que de todas maneras logres solucionar tu problema con dicho procedimiento que has implementado para cualificarlo.

Hernan Santana Castillo
Oviedo

[zgz_alu]

Gracias Hernan por tu respuesta.

Tenía información general acerca de los procesos de maduración del aluminio pero no tan detallada.

En cuanto al procedimiento ningún problema, estamo muy por encima del valor exigido por la norma, incluso considerando maduración artificial postsoldadura (el valor exigido es del 70%) estamos por encima, siendo que en realidad no lo hacemos.

Una vez más, gracias.