6063 アルミニウム合金は、建築用プロファイル、カーテンウォール フレーム、手すり、構造部材など、業界の押出成形の主力製品です。-この合金は、6061 -熱影響部（HAZ）歪みが少ない--熱影響部（HAZ）歪み-などの強力な熱処理可能な合金よりも容易に溶接できますが、他の時効硬化合金と同様に溶接部で強度が失われるため、その損失を考慮して設計する必要があります。この記事では、組成、溶接手順、熱処理の順序と必要な番号を説明します。{10}
1. 6063 アルミニウムの材料ベースライン
6063 は Al-Mg-Si 合金です: マグネシウム 0.45 ～ 0.9%、シリコン 0.2 ～ 0.6%、残りアルミニウム。 Mg₂Siの析出により強化されます。 T6 条件では、約 240 MPa の引張強度と約 215 MPa の降伏を実現し、優れた表面仕上げと陽極酸化反応を備えています -。そのため、建築用押出成形セクションで最も多く使用されています。
2. 溶接性: HAZ の実際の役割
6063 は滑らかな溶接シームと低歪みを実現しますが、溶接部と HAZ の機械的強度は 20 ～ 50% 低下し、平均で約 30% 低下します。実際の損失は、ベース テンパー (T5、T6)、溶接プロセス、入熱、移動速度によって異なります。構造負荷の場合は、-溶接後の再老化-または強度を補償した設計（接合部の厚いセクション）-のいずれかが必要です。
3. 溶接方法
TIG (GTAW):溶接の品質と外観が重要な場合の選択 - きれいで視覚的に魅力的なビード、低入熱、最小限の歪み。建築および装飾作業に最適です。
MIG (GMAW):生産性を高めるための選択肢として、-肉厚の押出成形、-大きな断面プロファイル、自動製造または大量生産-が挙げられます。
4. フィラーの選択: 4043 vs 5356
| フィラー | 強み | トレードオフ- |
| ER4043 (Al-Si5) | 優れた流動性、滑らかなビード、良好な高温亀裂耐性、陽極酸化処理された色とよくマッチします- | 溶接強度は 5356 より低い。陽極酸化処理後、ビードが黒ずむ場合があります |
| ER5356 (Al-Mg5) | より高い引張強度。機械的性能が重要な場合のより堅牢な溶接 | マグネシウムを含む-は、異なる色合いに陽極酸化処理されています。延性が低い。一部の構成では 6063 のクラック感度が高くなります |
ほとんどの 6063 アーキテクチャ作業では、ER4043 が安全なデフォルトです。ジョイントがより高い負荷に耐える必要があり、陽極酸化後の色合わせが重要ではない場合は、ER5356 を選択してください。
5. 溶接手順
- 表面処理:Al₂O₃ 酸化膜は母材金属のはるか上で溶けるため、専用のステンレス鋼ワイヤー ブラシ (アルミニウムのみに使用) で-ブラシで除去するか、表面が明るく金属色になるまで化学的に洗浄する必要があります。-
- シールドガス:高純度アルゴン- 99.99% 以上、流量 8～12 L/分。適切なシールドにより、多孔性と酸化が防止されます。
- 予熱：壁厚が 8 mm を超える場合は、100 ～ 150 度に予熱して浸透を改善し、低温亀裂の可能性を減らします。予熱を低く保ちます - 過剰な熱は目的を損ないます。
- パラメータ:比較的低い溶接電流と速い移動速度を使用して総入熱を制限します。これにより、HAZ が狭くなり、強度の低下が制限されます。
- 溶接後:{0}溶接された部品が自然に冷却されるようにします (強制焼き入れは行わない)。より高い強度が必要な場合は、特に T6 材料に対して-溶接後の再時効-を適用します-。
6. 熱処理の原理
6063 熱処理の目的は、Mg₂Si の析出を制御し、強度、延性、および押出応答のバランスをとることです。 2 つの熱処理段階と、製造のショートカットがあります:{2}}
溶液処理：530 ～ 540 度に加熱して (切片の厚さに応じて 1 ～ 2 時間保持)、Mg₂Si を固溶体に溶解し、その後少なくとも 150 度/分の冷却速度で水冷して過飽和固溶体を凍結させます。急速焼入れにより早期の析出が防止され、断面全体に均一な特性が得られます。
人工老化 - T6:170 ～ 180 度で 8 ～ 12 時間熟成させ、空冷します。これにより、6063 で達成可能な最高の強度が実現します。
オンライン-ライン エイジング - T5:押出直後に行われます（プレスで急冷し、その後 150 ～ 170 度で 4 ～ 6 時間熟成させます）。 T5 は、バランスのとれた機械的特性を備えた高い生産効率を提供し、建築用押出成形品で最も一般的な質質です。{6}}
自然な老化:室温で 7 ～ 14 日で、T6 強度の約 70 ～ 80% に達します - 最大強度が必須ではなく、リードタイムが許す場合に適しています。
7. 設計ガイダンス
- 溶接された構造アセンブリの場合は、HAZ 強度が最大 30% 低下するように接合部のサイズを決定するか、-溶接後の再時効-を指定します。
- 溶接後に部品を陽極酸化する場合は、陽極酸化剤の選択を確認してください。- 4043 と 5356 は明らかに異なる色を呈します。
- 熱処理パラメータと炉の校正を文書化します。-硬度試験により最終特性を検証します (例: 6063-T6 ≈ 73 ～ 80 HB)。
