La placa de aluminio 5005-H14 combina una baja adición de magnesio con un templado de un cuarto de dureza, lo que le brinda buena resistencia a la corrosión, una excelente respuesta de anodizado y un nivel de resistencia muy superior a los grados puros 1xxx. Este artículo analiza cómo se comporta la calidad cuando se suelda y cuando se mecaniza, y dónde se encuentran los límites prácticos.
Conceptos básicos de materiales
| Propiedad | Valor | Base estándar |
|---|---|---|
| familia de aleaciones | Al-Mg, no tratable térmicamente | EN 573-3 y GB/T 3190 |
| Contenido de magnesio | Alrededor del 0,50 al 1,10% | EN 573-3 |
| Resistencia a la tracción, H14 | 145MPa mínimo | ASTM B209 |
| Fuerza de prueba del 0,2%, H14 | 110MPa mínimo | ASTM B209 |
| módulo elástico | Alrededor de 69 GPa | Datos de diseño de aluminio |
| rango de fusión | Alrededor de 607 a 649 C | Datos de aleación |
De la familia de los no tratables térmicamente se derivan dos consecuencias. La resistencia proviene del endurecimiento por trabajo, por lo que cualquier ciclo de calentamiento que ablande la tira no puede recuperarse excepto mediante más trabajo en frío; y como no hay precipitados de endurecimiento, la soldabilidad es mucho mejor que la de las familias 6xxx o 7xxx.
Soldabilidad de 5005-H14
5005 suelda fácilmente mediante soldadura por arco metálico con gas y soldadura por arco de tungsteno con gas, que corresponden a MIG y TIG respectivamente. La aleación tiene una baja tendencia al agrietamiento en caliente y no requiere precalentamiento en espesores de placa normales.
La soldadura MIG con electrodo positivo de corriente continua se utiliza para uniones de producción y secciones de mayor espesor.
La soldadura TIG con corriente alterna se utiliza para chapa fina, juntas visibles y reparaciones.
Los rellenos estándar son ER5356 para una mayor resistencia de las juntas y una mejor resistencia a la corrosión, o ER4043 para una operación más fácil y una mayor tolerancia para ajustar los espacios.
La capa de óxido debe eliminarse mecánicamente y mediante la acción limpiadora del arco, porque el óxido de aluminio se funde muy por encima del propio metal.
El hidrógeno es el principal riesgo de defecto, por lo que el alambre de relleno y la cara de la junta deben estar secos y libres de aceite, humedad y tinta de marcado.
| Relleno | fuerza conjunta | Comportamiento de corrosión | Uso típico |
|---|---|---|---|
| ER5356 | Más alto, cerca del metal base en estado recocido | Bueno en servicio de cloruro, coincide con la familia de aleaciones originales. | Juntas estructurales y expuestas |
| ER4043 | Más bajo pero más tolerante al mal ajuste | Buen rendimiento general, se oscurece después del anodizado. | Láminas finas, reparaciones cosméticas, juntas sensibles a grietas. |
La zona afectada por el calor es el punto débil. La microdureza en esa zona cae hacia el valor de recocido porque se pierde el endurecimiento por trabajo H14, por lo que una junta soldada en 5005-H14 alcanza sólo la resistencia de recocido de la aleación en lugar de la resistencia del metal base. Por lo tanto, el diseño debe colocar las soldaduras lejos de la región de mayor tensión y tener en cuenta una eficiencia de la junta en la región del valor elástico recocido, a menos que la junta se trabaje en frío posteriormente.
Maquinabilidad de 5005-H14
La maquinabilidad es moderada. La calidad es blanda y dúctil, por lo que la viruta tiende a soldarse al filo y formar un filo reconstruido, lo que produce una superficie rasgada y un control dimensional deficiente si los avances son demasiado livianos.
Utilice herramientas afiladas, pulidas y de alto ángulo de inclinación, idealmente con una pequeña superficie de inclinación para fortalecer el borde.
Mantenga el avance por diente lo suficientemente alto como para formar una viruta gruesa; Las pasadas muy ligeras favorecen el roce y la irritación.
Aplique abundante líquido de corte o refrigerante nebulizado para controlar el calor y eliminar las virutas.
La sujeción rígida es importante, porque la placa se deforma fácilmente bajo cargas de sujeción y corte.
Espere un acabado ligeramente gomoso al taladrar y roscar; Los grifos de forma funcionan bien en este grado.
| Operación | Comportamiento | nota practica |
|---|---|---|
| Aserradura | Fácil | Utilice un paso de dientes grueso para evitar que se acumule viruta. |
| Corte y corte | Fácil | Bordes limpios con metal base de calidad anodizada. |
| Perforación y roscado | Moderado | Brocas de alta hélice, fluido de corte, machos de roscar |
| Corte por láser | Bien | La asistencia de nitrógeno proporciona una ventaja limpia y limita la escoria. |
| Molienda | Moderado | Alta velocidad del husillo con desprendimiento positivo y fuerte evacuación de virutas |
Conformado y superficie después de la soldadura
5005-H14 se dobla bien hasta un radio moderado, pero el doblado debe completarse antes de soldar siempre que sea posible para que el doblez no quede en una zona blanda. El anodizado merece una atención especial: un metal base 5005 es un grado de calidad de anodizado exclusivo con un acabado uniforme, mientras que la soldadura y el aporte desarrollan una estructura diferente y, por lo tanto, un tono anodizado diferente. Cuando se requiere una apariencia uniforme, las juntas normalmente se colocan en caras ocultas o el conjunto soldado tiene un acabado mecánico en lugar de anodizado.
Notas de aplicación
Paneles, molduras y estructuras interiores de vehículos donde dominan el ahorro de peso y la formabilidad.
Electrodomésticos y lámina arquitectónica con acabado anodizado o revestido.
Fabricaciones generales de chapa metálica que necesitan una resistencia a la corrosión mejor que los grados 1xxx.
Conjuntos soldados no estructurales donde la zona afectada por el calor ablandado es aceptable.
Cuando una unión soldada debe soportar toda la carga estructural, una aleación 5xxx con mayor contenido de magnesio, como 5052 o 5083, es una mejor base que 5005-H14, porque comienza con un nivel de resistencia más alto y retiene más después de la soldadura.
Preguntas frecuentes
P: ¿Se puede soldar 5005-H14 sin precalentar?
Sí. En espesores de placa normales la calidad se suelda sin precalentamiento mediante MIG o TIG, y se evita el precalentamiento porque ablanda aún más la zona afectada por el calor.
P: ¿Qué relleno es mejor para 5005-H14?
ER5356 brinda mayor resistencia a las juntas y mejor resistencia a la corrosión, mientras que ER4043 es más tolerante con el montaje y, a menudo, se elige para reparaciones y láminas delgadas.
P: ¿La soldadura reduce la resistencia del 5005-H14?
Sí. La zona afectada por el calor pierde el endurecimiento por trabajo H14 y efectivamente regresa a la condición de recocido, por lo que la junta alcanza solo los valores de resistencia de recocido más bajos.
P: ¿Es el 5005-H14 fácil de mecanizar?
Es moderado. El temple suave tiende a irritarse y formar un borde reforzado, por lo que se necesitan herramientas afiladas de alto ángulo, alimentación adecuada y fluido de corte para un acabado limpio.
P: ¿Por qué la soldadura se ve diferente después de la anodización?
El color del anodizado y el crecimiento de la película dependen de la aleación, y el metal de aportación y de soldadura tienen una composición diferente a la de la placa base 5005, por lo que aparece una diferencia de tono.
P: ¿Qué procesos de corte se adaptan a esta placa?
El aserrado, el cizallado y el corte por láser con nitrógeno ayudan a funcionar bien y se prefieren a los procesos térmicos que alterarían la microestructura del borde.
