Miks kasutatakse paadiehituses alumiiniumisulameid?
Mere{0}}alumiiniumplaadist on saanud vaikekonstruktsioonimaterjal kerede, tööpaatide, katamaraanide ja siseveelaevade hööveldamisel. 5xxx ja 6xxx sulamite perekonnad ühendavad endas madala tiheduse (umbes 2,7 g/cm3) suure tugevuse -/-kaalusuhte, suurepärase merevee korrosioonikindluse ja lihtsa valmistamise. Võrreldes terasega on sama jäikusega alumiiniumkere ligikaudu 50 protsenti kergem, mis vähendab süvist, suurendab kandevõimet ja vähendab kütusekulu kogu laeva kasutusea jooksul.
Sulami valik ei ole üks otsus. Alumine plaatimine, külgmised kestad, tekid, pealisehitused ja töödeldud liitmikud esitavad kõik erinevad nõuded tugevuse, korrosioonikindluse, vormitavuse ja keevitatavuse osas. Neli siin käsitletud sulamit, 5083, 5052, 6082 ja 6061, katavad peaaegu kõik paadiehituse nõuded.
Meresulamite perekonnad: 5xxx ja 6xxx seeriad
Anuma alumiiniumplaat on rühmitatud kolme metallurgia perekonda: Al-Mg (5xxx), Al-Mg-Si (6xxx) ja Al-Zn-Mg (7xxx). 5xxx-seeria on mitte-kuumtöödeldud- ja tugevdab kõvastumist, pakkudes merevee korrosioonikindluse ja sitkuse parimat kombinatsiooni, mistõttu domineerib see kere ja teki konstruktsioonis. 6xxx-seeria on kuum{14}}töödeldud, tagab suurema jäikuse ja puhta töö ning on tavaliselt ette nähtud siseraamide, kabiinide ja täppiskomponentide jaoks. 7xxx seeriat kasutatakse harva otseses kokkupuutes mereveega, kuna see on vastuvõtlikum pingekorrosioonipragude tekkele.
Tüüpilised temperamendid paadiehituses on O, H111, H112, H116 ja H321 5xxx sulamite puhul ning T4, T5 ja T6 6xxx sulamite puhul. Mereveega otseses kokkupuutes olev plaat on tavaliselt määratud temperatsiooniga H116 või H321, kuna need temperid on toodetud kontrollitud teradevahelise korrosioonikindluse ja stabiilsete mehaaniliste omadustega pärast keevitamist.
5083 Alumiiniumplekk kere põhjaplaatide ja külgkorpuste jaoks
5083 on etalon meresulam. 4,0–4,9 protsendi magneesiumi, 0,40–1,0 protsendi mangaani ja 0,05–0,25 protsendi kroomiga saavutab see ilma kuumtöötlemiseta suure tugevuse ja püsib madalal temperatuuril sitke. Temperatuuris H116 või H321 jääb tõmbetugevus tavaliselt vahemikku 275–310 MPa, voolavuspiir on umbes 125–155 MPa ja pikenemine 12–15 protsenti. Seda tarnitakse ka O-, H111- ja H112-vormingus vormitud ja keevitatud konstruktsioonide jaoks.
Kere põhja plaatimine: püsiv kokkupuude mereveega, löögisurve ja hõõrdumine.
Külgkestad: laine mõju, väsimuskoormus ja kulumiskindlus.
Vaheseinad, raami ja kiilu sektsioonid: suure{0}}pingega keevisliited.
Kütuse- ja veepaagid, tekimajad ja luugikaaned.
5083 keevitatakse kergesti MIG- ja TIG-protsesside abil täitejuhtmega 5183 või 5356. Sulam säilitab suurema osa oma tugevusest kuum{4}}mõjutatud tsoonis, mis on keevitatud kerekonstruktsioonis otsustav eelis kuumtöödeldavate sulamite ees.
5052 Alumiiniumplekk tekkide, pealisehituste ja siseruumide jaoks
5052 sisaldab 2,2-2,8% magneesiumi ja 0,15{5}}0,35% kroomi. See on keskmise- kuni-kõrge tugevusega mitte-kuumtöödeldud sulam, millel on suurepärane elastsus, mistõttu on see praktiline valik komponentide jaoks, mida tuleb rullida, painutada või pressida. H32 temperatsiooni korral pakub see tavaliselt tõmbetugevust 215–265 MPa minimaalse voolavuspiiriga umbes 160 MPa, samas kui O temper annab raskete vormimisoperatsioonide jaoks tõmbetugevuse 170–215 MPa ja voolavuspiiriga vähemalt 65 MPa.
Tekid, kõnniteed ja põrandaplaadid: hea vormitavus piisava tugevusega.
Pealisehitused, kajutid ja sisemised vaheseinad: kerged, keevitavad ja kergesti viimistletavad.
Ventilatsioonikanalid, kapid ja paagi deflektorid: keerukad vormitud kujundid.
Mitte--kriitilised klambrid ja viimistlus: kulu-efektiivne üldine valmistamine.
Kui korrosiooninõudlus on mõõdukas ja vormimise keerukus on kõrge, pakub 5052 paremat kulu---jõudluse tasakaalu kui 5083. Seda ei tohiks asendada 5083-ga kriitilises põhjaplaadistuses, kuna selle madalam magneesiumisisaldus tähendab väiksemat tugevust ja väiksemat vastupidavust pikaajalisele-merevee kokkupuutele.
6082 ja 6061 alumiiniumsulamid konstruktsiooni- ja töödeldud osade jaoks
Nii 6061 kui ka 6082 on Al-Mg-Si-kuumtöödeldud sulamid, mida kasutatakse T6 temperatsioonis sisemise struktuuri ja töödeldud osade jaoks. 6061 sisaldab 0,8–1,2 protsenti magneesiumi ja 0,4–0,8 protsenti räni. 6082 sisaldab 0,6–1,7 protsenti räni, 1,3 protsenti. mangaani lisand, mis parandab tugevust ja terastruktuuri. T6 olekus saavutavad mõlemad sulamid ligikaudu 290–340 MPa tõmbetugevuse ja voolavuspiiriga umbes 250–290 MPa, muutes need 5052-st märgatavalt jäigemaks ja tugevamaks, kuid pidevas merevees sukeldumises vähem korrosioonikindlaks.
| Sulam | seeria | Peamised legeerivad elemendid | Tüüpilised tujud | Peamine kasutusala paadiehituses |
|---|---|---|---|---|
| 5083 | 5xxx | Mg 4,0-4,9, Mn 0,40-1,0, Cr 0,05-0,25 | O, H111, H112, H116, H321 | Kere plaadistus, vaheseinad, mahutid |
| 5052 | 5xxx | Mg 2,2-2,8, Cr 0,15-0,35 | O, H32, H34, H112 | Tekid, tekiehitised, kanalid |
| 6082 | 6xxx | Mg 0,6-1,2, Si 0,7-1,3, Mn 0,4-1,0 | T4, T5, T6 | Tugevdused, töödeldud osad |
| 6061 | 6xxx | Mg 0,8-1,2, Si 0,4-0,8, Cu 0,15-0,40 | T4, T6 | Siseraamid, sulgud, liitmikud |
6061 on valitud kere sisemiste karkasside, kabiinikonstruktsioonide, kronsteinide, tugede ja kinnitusdetailide jaoks, kus töödeldavus ja jäikus on olulisemad kui sukelkorrosioonikindlus. 6082, mis pakub samas temperamendis ja hästi töödeldes pisut suuremat tugevust kui 6061, seega eelistatakse seda kabiiniavade, mootoripõhjaplaatide ja kohandatud masinaga valmistatud tarvikute tugevdamiseks.
Sulami valiku kontroll-loend ja võtmete spetsifikatsioonid
Valiku saab vähendada neljale küsimusele. Esiteks, kas osa on pidevas kokkupuutes mereveega. Teiseks, kas ühendus on keevitatud või mehaaniliselt kinnitatud. Kolmandaks, kui keeruline on vormimisoperatsioon. Neljandaks on komponentide kandevõime-või kosmeetiline. Pidev mereveega kokkupuude koos keevisliidetega osutab 5083-le H116 või H321. Kompleksi moodustamine mõõduka koormuse korral kuni 5052 O või H32 juures. Kõrge jäikus, töödeldud detail ja kuiv või kaetud hoolduspunkt kuni 6061 või 6082 T6-s.
Plaat tellitakse tavaliselt ASTM B209-le alumiiniumlehe ja -plaadi jaoks, ASTM B928-le H116- ja H321-karastusega mereplaadile, EN 573-3 ja EN 485-2 Euroopa projektide jaoks ning GB/T 3880.2-le kodumaise Hiina tarne jaoks. Paksuse tolerants, tasapinnalisus, ultrahelikontroll ja teradevaheline korrosioonikatse tuleks kokku leppida tellimisetapis ning veski sertifikaadid peaksid olema jälgitavad soojusnumbrini.
Korduma kippuvad küsimused
K: Millist sulamit tuleks kasutada paadi kere põhjaplaadistamiseks?
5083 temperamendis H116 või H321. Selle kõrge magneesiumisisaldus, kontrollitud mikrostruktuur ja kõrge keevitustugevus muudavad selle standardvaliku põhjaplaadistuse jaoks, mis puutub kokku püsivalt mereveega ja puutub kokku põrkega.
K: Kas 5052 on paadikere jaoks piisavalt tugev?
5052 sobib väikelaevadele, tekkidele, tekiehitistele ja sisekonstruktsioonidele, kuid seda ei soovitata kasutada suuremate laevade põhjaplaadistamiseks, kuna selle tugevus ja korrosioonikindlus on madalamad kui 5083.
K: Kas 5052 saab keevitada 5083-ga?
Jah. Mõlemad on mitte-kuumtöödeldud-Al-Mg-sulamid ja neid saab ühendada MIG- või TIG-keevitusega 5356 või 5183 täitetraadiga. Vuukide projekteerimine ja kvalifitseeritud keevitusprotseduurid peaksid järgima kohaldatavaid klassifikatsiooniühingu eeskirju.
K: Miks 6061 ei kasutata kere plaadistamiseks?
6061 on kuum-töödeldud ja kaotab keevitamisel kuum-mõjutatud tsoonis tugevuse ning talub pidevat merevee sukeldumist halvemini kui 5xxx sulamid. See on parem reserveerida sisemiste raamide, sulgude ja töödeldud liitmike jaoks.
K: Kuidas on 6082 võrreldes 6061-ga?
Mõlemad on Al-Mg-T6 temperamendiga Si-sulamid. 6082, mis sisaldavad rohkem mangaani ja räni, mis annab veidi suurema tugevuse ja ühtlasema töötlemiskäitumise, samas kui 6061 on endiselt laialdasemalt varutud üldotstarbeline{5}}klass.
K: Millised karmid on merealumiiniumplaadi jaoks saadaval?
5xxx mereplaati tarnitakse temperatuuridega O, H111, H112, H116 ja H321, mereveega kokkupuutumiseks eelistatakse H116 ja H321, samas kui 6xxx sulameid tarnitakse temperatuurides T4, T5 ja T6.
