Строительный алюминий (Еврокод 9): часть 1

Еврокод 9 — Европейский стандарт EN 1999

Европейский стандарт EN 1999-1-1, который входит в серию стандартов EUROCODE 9 или Еврокод 9, определяет общие правила и нормы применения алюминиевых сплавов в строительных конструкциях. Еврокод 9 является, в свою очередь, частью серии европейских стандартов для строительства под общим названием Еврокод (EUROCODE).

Европейский стандарт EN 1999-1-1 в странах бывшего СССР имеет следующий статус:

  • в России – готовится национальное приложение;
  • в Украине – принят cтандарт ДСТУ-Н Б EN 1999-1-1:2010
  • в Беларуси – принят технический кодекс установившейся практики ТКП EN 1999-1-1-2009.

Алюминиевые сплавы в Еврокоде 9

Еврокод 9 включает рекомендации по применению в строительстве:

Ниже представлены рекомендации Еврокода 9 по применению деформируемых алюминиевых сплавов, которые упрочняются термической обработкой.

Деформируемые термоупрочняемые сплавы

Еврокод 9 рекомендует применение в строительных конструкциях деформируемые термически упрочняемые алюминиевые сплавы их двух серий – 6ххх и 7ххх.

Из алюминиевых сплавов серии 6ххх для применения в строительстве рекомендуются следующие сплавы (опускаем здесь и далее при обозначении громоздкую «приставку» EN AW): 6082. 6061, 6005А, 6106, 6063 и 6060.

Из алюминиевых сплавов серии 7ххх в строительных конструкциях применятся только сплав, 7020.

Химический состав алюминиевых сплавов

В таблице 1 показаны особенности химического состава деформируемых алюминиевых сплавов 6082. 6061, 6005А, 6106, 6063, 6060 и 7020.

Таблица 1 – Химический состав алюминиевых сплавовximicheskiy-sostav-alyuminievyx-splavov

Прочностные свойства профилей, листов и лент

В таблицах 2 и 3 показаны некоторые характерные прочностные свойства алюминиевой продукции из сплавов 6082. 6061, 6005А, 6106, 6063, 6060 и 7020. Подробные данные см. полном тексте EN 1999-1-1:2007.

Таблица 2 – Прочностные свойства прессованных профилейprofili-mexsvoystva

Таблица 3 – Прочностные свойства горячекатаных листов и полосlisty - mexsvoystva

Алюминиевые сплавы 6082 и 6061

Сплавы 6082 и 6061 являются аналогами отечественных сплавов АД35 и АД33 по ГОСТ 4784-97 соответственно.

Алюминиевая продукция из сплавов 6082 и 6061

Алюминиевый сплав 6082 наиболее широко применяется в строительстве в качестве термически упрочняемого сплава. Обычно этот сплав является основным строительных алюминиевым сплавом для как сварных конструкций, так и конструкций без применения сварки. Сплав 6082 – это высокопрочный сплав, который применяется в различных видах алюминиевого проката:

  • сплошных и полых прессованных профилей;
  • плит (толстых листов);
  • листов;
  • поковок.

Сплав 6082 также все шире применяют в конструкциях, которые работают в морской атмосфере.

Сплав 6061 также является широко применяемым термически упрочняемым алюминиевым сплавом для конструкций как с применением сварки, так без нее. Этот сплав применяет в виде:

  • прутков,
  • сплошных и полых профилей, а также
  • труб.

Оба сплава – 6082 и 6061 – обычно применяют в полностью термоупрочненном состоянии Т6: 6082-Т6 и 6061-Т6.

Свойства сплавов 6082 и 6061

Выбор сплавов 6082 и 6061 в качестве конструкционных материалов обеспечивает благоприятная комбинация их свойств:

  • высокая прочность после термического упрочнения;
  • хорошая коррозионная стойкость;
  • хорошая свариваемость как методом MIG, так и методом TIG;
  • хорошая способность к формовке (например, гибке) в состоянии Т4 (естественное старение);
  • хорошая обрабатываемость резанием.

Применение сплавов 6082 и 6061 в прессованных профилях ограничено менее сложными формами поперечного сечения, чем для других сплавов серии 6ххх.

Алюминиевый сплав 6082 можно соединять заклепками из сплавов 6082, 5754 или 5019 в отожженном состоянии О или более твердых состояниях.

Сварка сплавов 6082 и 6061

Для этих сплавов необходимо учитывать потеря прочности в зоне термического влияния сварки сварных соединений (см. таблицы 2 и 3). Уровень прочности сварных соединений может в определенной степени восстанавливаться за счет естественного старения материала в зоне термического влияния сварного шва. Потеря прочности для состояния Т6 обычно составляет около 40 % (см. таблицы 2.

Алюминиевый сплав 6005А

Прямой отечественный аналог для сплава 6005А отсутствует.

Алюминиевая продукция из сплава 6005А

Сплав 6005А, который также рекомендуется для строительных конструкций, применяется только в виде прессованных профилей.

Свойства сплава 6005А

Этот сплав имеет довольно высокую прочность и, в тоже время, может прессоваться в более сложные профили, чем сплавы 6082 и 6061. Это особенно относится к тонкостенным полым профилям.

Коррозионная стойкость сварных и несварных конструкционных элементов из сплава 6005А аналогична стойкости сплава 6082. Остальные свойства сплава 6005А аналогичны свойствам сплава 6082.

Сварка сплава 6005А

Аналогично сплавам 6082 и 6061 сплав 6005А хорошо поддается сварке методами TIG и MIG и имеет аналогичную потерю прочности в зоне термического влияния сварного шва: для состояния Т6 – около 40 % (см. таблицы 2 и 3).

Алюминиевые сплавы 6060, 6063 и 6106

Сплавы 6060 и 6063 являются аналогами отечественного сплава АД31 по ГОСТ 4784. Сплав 6063 почти полностью совпадает по химическому составу со сплавом АД31, сплав 6060 относится к части  сплава АД31 с содержанием магния до 0,6 %. Аналог сплаву 6106 в ГОСТ 4784-97 отсутствует.

Применение сплавов 6060, 6063 и 6106

Сплавы 6060, 6063 и 6106 рекомендуются для применения строительных конструкциях. Эти сплавы применяют только в виде прессованных и холоднотянутых изделий. Их применяют, если прочность не имеет первостепенного значения, но требуется хороший внешний вид изделия. Эти сплавы обеспечивают хорошую стойкость к воздействию окружающей среды, хорошо поддаются нанесению защитных и декоративных покрытий и, самое главное, обладают способностью прессоваться в профили с тонкими стенками и сложным поперечным сечением.

Эти сплавы особенно хорошо подходят для анодирования и аналогичных процессов отделки поверхности.

Сварка сплавов 6060, 6063 и 6106

Как и все сплавы серии 6ххх сплавы 6060, 6063 и 6106 хорошо свариваются как методом MIG, так и методом TIG и также теряют прочность в зоне термического влияния сварных соединений. Потеря прочности для состояния Т6 составляет около 40 % (см. таблицы 2 и 3).

Алюминиевый сплав 7020

Сплав 7020 рекомендуется для применения в сварных и несварных строительных конструкциях.

Алюминиевая продукция из сплава 7020

Из этого высокопрочного сплава производят сплошные и полые прессованные профили, тонкие и толстые листы, а также трубы. Из этого сплава не так легко прессовать сложные профили, как из сплавов серии 6ххх. Поэтому этому изделия из сплава 7020 изготавливают обычно только под заказ, и они могут иметь более длительный срок поставки.

Сплав 7020, как правило, применяют в полностью термически упрочненном состоянии – 7020-Т6. Этот сплав имеет более высокую прочность в зоне термического влияния сварного шва, чем сплавы серии 6ххх, благодаря его высоким прочностным свойствам после естественного старения.

Свойства сплава 7020

Этот сплав, как и другие сплавы серии 7ххх, является весьма чувствительным к воздействию климатических воздействий. Поэтому его нормальная работа зависит как от правильных методов изготовления и обработки, так и контроля химического состава. Из-за подверженности подповерхностной коррозии на стадии изготовления продукции сплав применяют только в состоянии Т4, а уже после полного изготовления всю конструкцию, по возможности, подвергают искусственному старению.

Если зона термического влияния сварки не подвергается после сварки термической обработке, то может понадобиться ее защита от воздействия климатических факторов.

Если изделие из сплава 7020 в состоянии Т6 подвергается каким-либо технологическим операциям, которые могут вызвать наклеп, например, таким как, гибка, резка или пробивка отверстий, то повышается опасность его растрескивания из-за коррозии под напряжением. Это является очень важным и поэтому должно быть прямое сотрудничество конструкторов и производителей по предполагаемым применением и возможными условиями эксплуатации изделия из сплава 7020.

Сварка сплава 7020

Сплав 7020 хорошо поддается сварке методами TIG и MIG. Потеря прочности в зоне термического влияния для состояния Т6 составляет около 20 % (см. таблицы 2 и 3).

Источник: Европейский стандарт EN 1999-1-1:2014