Atelier Aluminium : Est-il possible de restaurer la résistance à la traction en 6061 soudé

Comment restaurer la résistance à la traction de l'aluminium 6061-T6 soudé. Getty Images

Q : Nous fabriquons et soudons de l'aluminium 6061-T6 sous diverses formes de produits. Nous comprenons que la résistance à la traction ultime (UTS) du 6061-T6 soudé est nettement inférieure à la résistance de départ. Cependant, quelques personnes m'ont dit récemment que nous pouvons restaurer la résistance des composants soudés après soudage à des niveaux T6 en effectuant un traitement de vieillissement à basse température après soudage. Est-ce vrai?

UN: J'aimerais que ce soit vrai car cela rendrait la vie beaucoup plus simple. Malheureusement, ce n'est pas le cas.

L'UTS minimum requis pour presque toutes les formes de produits 6061-T6 est de 40 KSI. Cependant, tous les codes de fabrication (AWS D1.2, ASME Boiler and Pressure Vessel Code, etc.) n'exigent qu'un minimum de 24 KSI UTS après le soudage. Il s'agit de la valeur que vous devez respecter lorsque l'essai de traction fait partie de la qualification d'un mode opératoire de soudage. Ce n'est généralement pas très difficile à faire. Habituellement, vous obtenez 25 ou 26 KSI en testant les échantillons de traction.

Alors que se passe-t-il si vous suivez les recommandations et vieillissez l'échantillon soudé avant le test ? Les zones affectées par la chaleur (HAZ) vieillissent un peu, mais vous constaterez que lorsque vous testez les échantillons de traction, ils ne sont que 1 à 2 KSI plus forts que les échantillons non vieillis, dans la plage de 25 à 27 KSI, ce qui n'est pas du tout proche des propriétés T6.

La seule façon de restaurer complètement les propriétés T6 est d'effectuer un traitement de réchauffage complet du composant. Cela consiste en un traitement thermique de mise en solution à environ 1 000 degrés F suivi d'une trempe rapide à l'eau froide, suivie d'un traitement de vieillissement à basse température (400 F). Ce processus est complexe et difficile, mais certainement possible si vous avez l'expérience et les compétences.

Je connais un certain nombre d'entreprises qui utilisent cette séquence de fabrication. Cependant, je ne le recommande pas en général, sauf si vous avez beaucoup d'expérience dans le traitement thermique de l'aluminium. Le plus gros problème est que le composant se déforme généralement de manière significative lors de la trempe. Il faut ensuite le redresser mécaniquement avant de vieillir, ce qui n'est pas facile.

Cependant, il existe une autre alternative potentielle. Si vous le pouvez, achetez les matières premières à l'état T4 plutôt qu'au T6. Soudez-les à l'état T4, puis effectuez un traitement de vieillissement à basse température à 400 degrés F pendant une heure (d'autres programmes de vieillissement sont disponibles allant jusqu'à 325 degrés F pendant huit heures). Après le vieillissement, si vous effectuez des tests de traction, vous constaterez que les échantillons présenteront environ 35 KSI UTS - toujours pas de propriétés T6 mais beaucoup plus proches que les 24 KSI que vous obtenez autrement.

Gardez à l'esprit ces deux problèmes potentiels qui peuvent survenir. Premièrement, si vous êtes un petit utilisateur final, les alliages d'aluminium sont souvent difficiles à acheter à l'état T4, bien que les gros utilisateurs ne devraient pas avoir de problème. Deuxièmement, aucun des codes de fabrication ne vous donne de crédit supplémentaire pour l'utilisation de cette technique. Vous devrez toujours concevoir comme si les soudures n'étaient que de 24 KSI ; cependant, beaucoup d'entre vous ne sont liés par aucun code spécifique.

N'hésitez pas à essayer cette technique. Ça marche.