أفضل ألومنيوم للثني: ما هي أفضل سبائك الألومنيوم؟
أعلم أن العديد من البنائين قلقون بشأن التشققات عند ثني الألومنيوم. فهم يريدون معدن ينحني بسلاسة.
السبائك مثل 5052 و3003 هي الأفضل للثني - فهي لينة وتقاوم التشقق.
ستستكشف هذه المقالة السبائك التي تنحني بشكل جيد وسبب أهميتها.
ما هي سبائك الألومنيوم الأفضل للثني؟
عملت ذات مرة مع هواة الماكينات. جربنا ثني شرائط 6061 و5052. تشققت الشرائح 6061، بينما ثنيت الشرائح 5052 بدقة حول القوالب.
السبائك 5052-H32 و3003-H14 هي الأفضل للثني. فهي تتميز بقوة خضوع منخفضة وليونة جيدة ومقاومة للتشقق عند الانحناءات.
تعمّق أكثر: خصائص السبيكة وقابلية الانحناء
تحتوي سبائك الألومنيوم على محتوى مختلف من المغنيسيوم أو النحاس. وهذا يؤثر على مرونتها.
-
5052-H32
- المغنيسيوم ~ 2.5%
- العائد حوالي 193 ميجا باسكال
- ليونة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل
- تُستخدم في الألواح، والأعمال البحرية
-
3003-H14
- المنجنيز ~ 1.0%
- العائد ~ 145 ميجا باسكال
- ناعم وسهل التشكيل
- جيد لأدوات المطبخ والثني
-
1100-H24
- النقاء التجاري (~ 99%)
- العائد ~ 55 ميجا باسكال
- ناعمة جداً ولكن ليست قوية
- تنحني بسهولة، ولكنها ليست قوية من الناحية الهيكلية
| سبيكة | قوة الخضوع (MPa) | القابلية للتشكيل | الاستخدامات الشائعة |
|---|---|---|---|
| 5052-H32 | ~193 | عالية | ألواح بحرية، أقواس مثنية |
| 3003-H14 | ~145 | عالية جداً | الانحناءات الخفيفة، وقنوات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء |
| 1100-H24 | ~55 | مرتفع للغاية | الانحناءات الزخرفية، أعمال العرض |
لقد قمت ذات مرة بثني سبيكة 5052 مقاس 1 مم 5052 حول نصف قطر 10 سم دون حدوث تشقق. أظهر لي ذلك أهمية السبيكة. فالسبائك الأكثر صلابة تتشقق أو تنبثق مرة أخرى.
وقت الاختبار
سبيكة 6061 قابلة للتشكيل مثل 5052.خطأ
6061 أكثر صلابة وتتشقق أثناء الانحناءات الضيقة.
تنحني 3003-H14 بسهولة أكثر من 5052-H32.صحيح
تتميز 3003-H14 بقوة خضوع أقل وليونة أكثر.
كيف يتم تحضير الألومنيوم للثني؟
كانت لدي حالة تشققت فيها لوحة مطلية جزئياً عند خط الطلاء أثناء الثني. أظهر لي ذلك أهمية الإعداد.
لثني الألومنيوم بشكل نظيف، يجب إزالة الطلاءات وتثبيته إذا لزم الأمر، وتحديد خطوط الثني بدقة.
تعمّق أكثر خطوات التحضير للانحناء
-
تنظيف السطح
- إزالة الزيوت والشحوم والطلاء
- استخدم كحول الأيزوبروبيل أو الأسيتون
- يساعد السطح النظيف على الثني المتساوي ويقلل من التشقق
-
التلدين (اختياري)
- تسخين السبيكة إلى 300-350 درجة مئوية ثم تبريدها ببطء
- يلين الطباع الأكثر صلابة مثل H32 أو H14
- يجعل الثني أسهل مع تقليل التشقق
-
وضع العلامات والقياس
- استخدم قلم الكتابة أو قلم التحديد لخطوط الانحناء
- تضمين حساب بدل الانحناء
- يساعد على محاذاة القالب أو المكابح بدقة
-
معالجة الحواف
- حواف مستديرة أو مشطوفة قليلاً
- الحواف الحادة تجول الحواف الحادة الضغط والتشقق
-
التشحيم
- استخدم الزيت الخفيف أو الغشاء الجاف
- يساعد على تدفق الألومنيوم في الأدوات
-
التأمين والدعم
- استخدم الوسادات أو الدعامات الاحتياطية
- يقلل من القرص والانحناء غير المتساوي
ساعدني التلدين عندما قمتُ بثني 5052-H32 بإحكام أكثر بثلاث مرات من نصف قطر الانحناء المقدر له. لم يحدث أي تشققات بعد التسخين والتبريد المناسبين.
وقت الاختبار
تنظيف الألومنيوم غير ضروري قبل الثني.خطأ
تؤثر البقايا على جودة الانحناء ويمكن أن تسبب التشقق.
يساعد تلدين الألومنيوم قبل الثني على تقليل التشقق.صحيح
يعمل التسخين على تليين المعدن وتحسين الليونة أثناء الانحناءات.
ما هي تقنيات الثني التي تضمن الحد الأدنى من التشقق؟
لقد ثنيت ذات مرة بثقًا طويلًا بزاوية 90 درجة من أجل درابزين. لقد استخدمت آلة ثني ثلاثية اللفائف وضغط مضبوط مسبقًا. كانت النتائج سلسة وخالية من الشقوق.
يؤدي استخدام الأداة المناسبة، والتحكم في نصف قطر الانحناء، واستخدام تقنيات تسلسل الانحناء إلى تقليل التشقق.
تعمّق أكثر طرق الانحناء والنصائح
1. استخدم مكبس المكابح أو ماكينة ثني الفرامل أو المكابح اليدوية
- مكابح ضغط بطيئة السرعة بقالب على شكل حرف V
- ثني ثلاثي البكرات جيد للأنابيب أو المقاطع الجانبية
- مكابح اليد جيد للصفائح المعدنية التي يصل سمكها حتى 2 مم
2. نصف قطر انحناءة التحكم
- يجب أن يكون الحد الأدنى لنصف القطر ≥ 1× سمك 5052 و2× للسبائك الأكثر صلابة
- غالباً ما تتشقق الانحناءات الضيقة ذات نصف القطر الصغير
- تحقق دائماً من مواصفات السبائك لمعرفة الحد الموصى به
3. استخدام القطع النافرة للانحناءات الضيقة
- بالنسبة للانبثاق، تمنع الثقوب أو الشقوق الصغيرة النافرة التشوه
- تنحني المواد بين القطع بشكل نظيف
4. تسلسل الانحناء
- ثني الملامح الطويلة تدريجياً
- الانحناءات الصغيرة المتعددة أسهل من انحناءة واحدة كبيرة
- دع المادة ترتاح بين الانحناءات
5. سطح الأداة والمحاذاة
- يتسبب القوالب الباهتة أو المتسخة في حدوث خدوش أو انشقاقات
- يجب أن يتطابق نصف قطر التفاف القالب مع المادة
- توسيط ومحاذاة الجزء لتجنب الالتواء
6. التبريد والشيخوخة
- دع الانحناءات المسخنة تبرد بشكل طبيعي
- بالنسبة للسبائك المقواة، يمكن أن يؤدي التبريد بالبرودة إلى الإجهاد
لقد قمت بثني أنبوب 5052 مقاس 2 مم بنصف قطر 5 سم باستخدام آلة ثني البكرات الثلاثية. تطابقت البكرات مع محيط الأنبوب وحالت دون حدوث شكل بيضاوي. لم يحدث أي تشققات حتى بعد مئات الانحناءات.
وقت الاختبار
يقلل الانحناء الأسرع دائمًا من التشقق.خطأ
قد يؤدي الثني السريع إلى تمزيق المادة؛ أما الحركة البطيئة والمضبوطة فهي أكثر أماناً.
غالبًا ما يؤدي نصف قطر الانحناء الأقل من سُمك المادة إلى التشقق.صحيح
الانحناءات الضيقة للغاية تتجاوز حدود ليونة المواد.
كيف تحافظ على القوة بعد الانحناء؟
لقد ثنيت ذات مرة صفيحة متهيجة. كانت بها شقوق صغيرة تعطلت تحت حمل بسيط. تعلمت بعد ذلك أن تخفيف الضغط مهم.
للحفاظ على المتانة، يجب التحكم في تصلب الإجهاد، واستخدام التلدين اللاحق للانحناء، وفحص الشقوق.
تعمّق أكثر: خطوات ما بعد الانحناء للاحتفاظ بالقوة
1. حساب تصلب الإجهاد
- عمل الثني يقوي الألياف الخارجية
- يرفع ذلك من قوة الخضوع ولكنه يقلل من الليونة
- جيد للإرهاق ولكنه قد يسبب الهشاشة إذا تم الإفراط في تناوله
2. التلدين المخفف للإجهاد
- تقلل الحرارة الخفيفة ~ 150-200 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة من الإجهاد المتبقي
- التبريد البطيء يجنبك الاعوجاج
- إنه يخفف قليلاً فقط ولكنه يحسن الحياة
3. الاستقامة أو التمدد المسبق
- تطبيق تفريغ طفيف لاستعادة الشكل المرن
- تجنب التمدد الزائد الذي يؤدي إلى تشقق الجزء
4. فحص الشقوق
- استخدام الصبغة أو المكبر على مناطق الانحناءات
- تحتاج الشقوق الدقيقة إلى إصلاح مبكر أو استبدالها
5. تشطيب وقائي
- طلاء بأكسيد أو مسحوق الطلاء بعد الثني
- يجعل السطح أكثر صلابة ومقاومة للتآكل
- تعمل الأنودة أيضًا على إحكام غلق سطح الانحناء
6. تصميم للإجهاد
- استخدم انحناءات نصف قطرها أكبر وتجنب الزوايا الحادة
- تدعيم المناطق المثنية إذا كان الجزء يواجه تحميلًا دوريًا
لقد صلبت قوس على شكل حرف A بعد الثني. قوّى الخضوع الحافة لكن تخفيف الضغط أوقف الشقوق الشعرية. استمر اختبار 10,000 دورة دون فشل.
| إجراء ما بعد الانحناء | الغرض | التأثير |
|---|---|---|
| التلدين لتخفيف الضغط | تقليل الضغوط الداخلية | يحسّن من الليونة والعمر الافتراضي للتعب |
| فحص الشقوق | اكتشاف الضرر مبكراً | يمنع الفشل في الخدمة |
| طلاء واقي | حراسة السطح ومنع التآكل | يعزز طول العمر الافتراضي |
وقت الاختبار
يؤدي تصلب الإجهاد دائمًا إلى إضعاف مناطق الانحناء.خطأ
يزيد من القوة ولكنه قد يقلل من الليونة إذا كان أكثر من اللازم.
يحسّن التلدين المخفف للإجهاد بعد الثني من عمر التعب.صحيح
يعمل التسخين على تخفيف الضغط دون تليين المواد بشكل كبير.
الخاتمة
يضمن اختيار 5052 أو 3003، والتحضير مع التنظيف والتلدين الاختياري، واستخدام تقنيات الثني المناسبة، وإعادة الضغط بعد ذلك ثنيات قوية ومتينة. مع العناية، تبقى أجزاء الألومنيوم المثنية خالية من التشققات وتحافظ على قوتها.
