2005-11-23, 15:54
Es gibt schon Möglichkeiten 6061 so zu schweißen, daß eine Wärmebehandlung nicht zwingend notwendig ist. Aber da muß man gut sein. Sehr gut. Bei dünnwandigen Rahmen ist das überhaupt schwierig, warum, werde ich mal kurz erklären.
Im Wärmebehandlungspost von mir ist das Grundsätzliche schon erklärt. Nochmals: 6061 wird normalerweise wärmebehandelt und künstlich gealtert. Also Glühen, Abschrecken und bei einer bestimmten Temp. halten. Der Sinn dahinter ist eine höhere Festigkeit. Wenn die Festigkeit im Zustand T6 100% ausmacht, so sind wir im abgeschreckten Zustand (zB nach dem Schweißen) auf 40% und darunter die Streckgrenze liegt sogar bei nur 20% des Wertes im Zustand T6!
Wenn wir davon ausgehen, daß unser Ausgangsmaterial im Zustand T6 angeliefert wird: Wenn wir jetzt mit dem Schweißbrenner das Material aufschmelzen, bringen wir das Material mehr oder weniger unkontrolliert auf sehr hohe Temp. dh. wir bringen eine gewisse Wärmemenge ein. Diese Wärmemenge entspricht einem unkontrollierten Glühen, das Auskühlen einen unkontrollierten Abschrecken, dh. die eingebrachte Wärmemenge korrespondiert mit der Festigkeit, sprich: Je mehr Wärme eingebracht wird, desto wahrscheinlicher ist ein großer Festigkeitsabfall.
Um die Festigkeit so hoch wie möglich zu halten, muß man die eingebrachte Wärmemenge kontrollieren. Dabei muß aber der notwendige Queschnitt der Naht eingehalten werden. Es gibt daher folgende Möglichkeiten:
Das Werkstück so groß wie möglich halten um die Kühlung zu verbessern. Das geht beim Rahmen natürlich nicht, aber ich könnte zusätzliche Bleche zuklemmen und das Werkstück auf Alublechen befestigen. Beim Rahmen kommt aber erschwerend dazu, daß die Rohre recht dünnwandig sind, dh. der für den Wärmefluß zur Verfügung stehende Querschnitt ist sehr klein. Da bringt eine Massevergrößerung meistens nichts bis wenig.
Die Schweißkonstruktion sollte vor dem Schweißvorgang etwas vorgeheizt werden, darf dabei aber niemals ~120°C überschreiten und diese Temp. darf nur für max. 15min erreicht werden.
Dh. hast du einen winzigen kleinen Riß und schweißt das mit einer winzigen kleine Naht, so kann 6061 durchaus halten, auch ohne Wärmebehandlung.
Bringst du dabei zuviel Wärme ein ist es aus und es hilft nur noch Glühen, Abschrecken, Altern.
Die Grenze ist dabei fließend. Das kurzzeitige, sehr schnelle Schweißen ersetzt dabei keinesfalls eine Wärmebehandlung, es ist nur eine Schadensbegrenzung! Dh. ich kann dadurch nur vermeiden, daß bei einem bereits wärmebehandelten Bauteil die Festigkeit bis auf 40% des Ausgangswertes sinkt, die originale Festigkeit geht aber auf jeden Fall verloren. Wie hoch die Festigkeit dann tatsächlich ist, kann nicht genau bestimmt werden.
Um die Festigkeit zu steigern kann man bei 6061 auch NUR eine Alterung nach dem Schweißen durchführen. Auch hier handelt es sich um eine Schadensbegrenzung und ist mit einer kompletten Wärmebehandlung NICHT vergleichbar. Alterung bei 205°C, eine Stunde.
Man darf aber bei 6061 NIEMALS den Fehler machen, weil es schnell gehen muß, ohne Füllermaterial zu schweißen. Die Schweißnaht wird zwar (möglicherweise) perfekt aussehen, aber früher oder später Risse in der Naht bilden.
Nur so der Vollständigkeit halber, sollte man in die FAQ´s vielleicht dazutun.
Für dich heißt das folgendes: Ich habe nicht gewußt, daß der Rahmen dort eine Wandstärke von 5mm hat. Wenn das der Fall ist, so hat die eingebrachte Wärme "viel Platz gehabt" um abzufließen und wenn der Schweißer sich beeilt hat, so ist es gut möglich, daß der Rahmen trotzdem hält.
Im Wärmebehandlungspost von mir ist das Grundsätzliche schon erklärt. Nochmals: 6061 wird normalerweise wärmebehandelt und künstlich gealtert. Also Glühen, Abschrecken und bei einer bestimmten Temp. halten. Der Sinn dahinter ist eine höhere Festigkeit. Wenn die Festigkeit im Zustand T6 100% ausmacht, so sind wir im abgeschreckten Zustand (zB nach dem Schweißen) auf 40% und darunter die Streckgrenze liegt sogar bei nur 20% des Wertes im Zustand T6!
Wenn wir davon ausgehen, daß unser Ausgangsmaterial im Zustand T6 angeliefert wird: Wenn wir jetzt mit dem Schweißbrenner das Material aufschmelzen, bringen wir das Material mehr oder weniger unkontrolliert auf sehr hohe Temp. dh. wir bringen eine gewisse Wärmemenge ein. Diese Wärmemenge entspricht einem unkontrollierten Glühen, das Auskühlen einen unkontrollierten Abschrecken, dh. die eingebrachte Wärmemenge korrespondiert mit der Festigkeit, sprich: Je mehr Wärme eingebracht wird, desto wahrscheinlicher ist ein großer Festigkeitsabfall.
Um die Festigkeit so hoch wie möglich zu halten, muß man die eingebrachte Wärmemenge kontrollieren. Dabei muß aber der notwendige Queschnitt der Naht eingehalten werden. Es gibt daher folgende Möglichkeiten:
Das Werkstück so groß wie möglich halten um die Kühlung zu verbessern. Das geht beim Rahmen natürlich nicht, aber ich könnte zusätzliche Bleche zuklemmen und das Werkstück auf Alublechen befestigen. Beim Rahmen kommt aber erschwerend dazu, daß die Rohre recht dünnwandig sind, dh. der für den Wärmefluß zur Verfügung stehende Querschnitt ist sehr klein. Da bringt eine Massevergrößerung meistens nichts bis wenig.
Die Schweißkonstruktion sollte vor dem Schweißvorgang etwas vorgeheizt werden, darf dabei aber niemals ~120°C überschreiten und diese Temp. darf nur für max. 15min erreicht werden.
Dh. hast du einen winzigen kleinen Riß und schweißt das mit einer winzigen kleine Naht, so kann 6061 durchaus halten, auch ohne Wärmebehandlung.
Bringst du dabei zuviel Wärme ein ist es aus und es hilft nur noch Glühen, Abschrecken, Altern.
Die Grenze ist dabei fließend. Das kurzzeitige, sehr schnelle Schweißen ersetzt dabei keinesfalls eine Wärmebehandlung, es ist nur eine Schadensbegrenzung! Dh. ich kann dadurch nur vermeiden, daß bei einem bereits wärmebehandelten Bauteil die Festigkeit bis auf 40% des Ausgangswertes sinkt, die originale Festigkeit geht aber auf jeden Fall verloren. Wie hoch die Festigkeit dann tatsächlich ist, kann nicht genau bestimmt werden.
Um die Festigkeit zu steigern kann man bei 6061 auch NUR eine Alterung nach dem Schweißen durchführen. Auch hier handelt es sich um eine Schadensbegrenzung und ist mit einer kompletten Wärmebehandlung NICHT vergleichbar. Alterung bei 205°C, eine Stunde.
Man darf aber bei 6061 NIEMALS den Fehler machen, weil es schnell gehen muß, ohne Füllermaterial zu schweißen. Die Schweißnaht wird zwar (möglicherweise) perfekt aussehen, aber früher oder später Risse in der Naht bilden.
Nur so der Vollständigkeit halber, sollte man in die FAQ´s vielleicht dazutun.
Für dich heißt das folgendes: Ich habe nicht gewußt, daß der Rahmen dort eine Wandstärke von 5mm hat. Wenn das der Fall ist, so hat die eingebrachte Wärme "viel Platz gehabt" um abzufließen und wenn der Schweißer sich beeilt hat, so ist es gut möglich, daß der Rahmen trotzdem hält.