La aleación de aluminio 6063 es el caballo de batalla de extrusión de la industria: perfiles arquitectónicos, marcos de muros cortina-, pasamanos y miembros estructurales. Se suelda más fácilmente que las aleaciones más fuertes-tratables térmicamente, como 6061 - menos distorsión de la zona-afectada-por calor (HAZ) -, pero como todas las aleaciones que endurecen-envejecidas, pierde resistencia en la zona de soldadura, y esa pérdida debe solucionarse. Este artículo establece la composición, el procedimiento de soldadura y la secuencia de tratamiento térmico-con los números que necesita.
1. Línea base de materiales de aluminio 6063
6063 es una aleación de Al-Mg-Si: magnesio 0,45–0,9 %, silicio 0,2–0,6 %, resto aluminio. Se refuerza por precipitación de Mg₂Si. En la condición T6, ofrece una resistencia a la tracción de aproximadamente 240 MPa y un rendimiento de aproximadamente 215 MPa con un excelente acabado superficial y respuesta anodizada -, razón por la cual domina las secciones arquitectónicas extruidas.
2. Soldabilidad: lo que realmente hace la HAZ
6063 produce cordones de soldadura suaves y baja distorsión, pero la resistencia mecánica en la soldadura y la HAZ cae entre un 20% y un 50%, con una reducción promedio de aproximadamente el 30%. La pérdida real depende del temperamento base (T5, T6), el proceso de soldadura, el aporte de calor y la velocidad de desplazamiento. Para cargas estructurales, se requiere un nuevo envejecimiento posterior a la soldadura o un diseño con resistencia-compensada (sección más gruesa en la unión).
3. Métodos de soldadura
TIG (GTAW):la elección cuando la calidad y apariencia de la soldadura son importantes - cordones limpios y visualmente atractivos, bajo aporte de calor, distorsión mínima; ideal para trabajos arquitectónicos y decorativos.
MIG (GMAW):la elección para productividad: - extrusiones de paredes gruesas-, perfiles de sección transversal-grandes, fabricación automatizada o de alto-volumen.
4. Selección de relleno: 4043 vs 5356
| Relleno | Fortalezas | Compensaciones- |
| ER4043 (Al-Si5) | Excelente flujo, cordón suave, buena-resistencia al agrietamiento en caliente, combina bien con el color anodizado | Menor resistencia de soldadura que 5356; la cuenta puede oscurecerse después de anodizar |
| ER5356 (Al-Mg5) | Mayor resistencia a la tracción; Soldaduras más duras donde el rendimiento mecánico importa | Contiene magnesio - anodizado a un tono diferente; menor ductilidad; mayor sensibilidad a las grietas en 6063 en algunas configuraciones |
Para la mayoría de los trabajos arquitectónicos 6063, ER4043 es el valor predeterminado seguro; Elija ER5356 cuando la junta deba soportar una carga mayor y la combinación de colores después del anodizado no sea crítica.
5. Procedimiento de soldadura
- Preparación de la superficie:La película de óxido de Al₂O₃ se funde muy por encima del metal base, por lo que se debe quitar - con un cepillo de alambre de acero inoxidable-especial (usado solo en aluminio) o limpiar químicamente hasta que la superficie esté brillante y metálica.
- Gas de protección:argón de alta-pureza mayor o igual al 99,99 %, flujo de 8 a 12 l/min; Un blindaje adecuado previene la porosidad y la oxidación.
- Precalentamiento:para espesores de pared superiores a 8 mm, precaliente a 100-150 grados para mejorar la penetración y reducir la posibilidad de agrietamiento en frío; mantenga el precalentamiento bajo - el calor excesivo anula el propósito.
- Parámetros:utilizar una corriente de soldadura relativamente baja y una velocidad de desplazamiento rápida para limitar el aporte total de calor; esto estrecha la ZAT y limita la degradación de la resistencia.
- Post-soldadura:permitir que los componentes soldados se enfríen naturalmente (sin enfriamiento forzado); donde se requiere mayor resistencia, aplique un rejuvenecimiento posterior-a la soldadura - especialmente para el material T6.
6. Principios del tratamiento térmico
El objetivo del tratamiento térmico del 6063 es controlar la precipitación de Mg₂Si, equilibrando la resistencia, la ductilidad y la respuesta de extrusión. Hay dos etapas de tratamiento térmico-más un atajo de producción:
Tratamiento de solución:calentar a 530–540 grados (manteniendo 1–2 horas dependiendo del espesor de la sección) para disolver el Mg₂Si en una solución sólida, luego enfriar con agua con una velocidad de enfriamiento de al menos 150 grados/min para congelar la solución sólida sobresaturada. El enfriamiento rápido previene la precipitación prematura y proporciona propiedades uniformes en toda la sección.
Envejecimiento artificial - T6:envejecer a 170-180 grados durante 8-12 horas, enfriar al aire. Esto ofrece la mayor resistencia posible para 6063.
En-envejecimiento en línea - T5:Se realiza directamente después de la extrusión (se enfría en la prensa y luego se envejece a 150-170 grados durante 4-6 horas). T5 ofrece una alta eficiencia de producción con propiedades mecánicas bien-equilibradas y es el temple más común para extrusiones arquitectónicas.
Envejecimiento natural:7 a 14 días a temperatura ambiente alcanza aproximadamente entre el 70 y el 80 % de la resistencia T6 - adecuado cuando la resistencia máxima no es esencial y el tiempo de entrega lo permite.
7. Guía de diseño
- Para ensamblajes estructurales soldados, dimensione la unión para una resistencia HAZ reducida de aproximadamente un 30 % o especifique un nuevo envejecimiento posterior a la soldadura.
- Si la pieza se anodizará después de soldar, confirme la elección del relleno con el anodizador - 4043 y 5356 desarrollará colores visiblemente diferentes.
- Documentar los parámetros-del tratamiento térmico y la calibración del horno; verificar las propiedades finales mediante pruebas de dureza (p. ej., 6063-T6 ≈ 73–80 HB).
