(1) Свариваемость стали, алюминия и его сплавов.
Железо, марганец, хром, никель и другие элементы стали могут смешиваться с алюминием в жидком состоянии с образованием ограниченного твердого раствора, а также образовывать интерметаллические соединения. Углерод в стали также может образовывать соединения с алюминием, но в твердом состоянии они практически несовместимы друг с другом. раствориться. При различном содержании алюминия и железа могут образовываться разнообразные хрупкие интерметаллиды, среди которых наиболее хрупким является FeAls.
Он оказывает существенное влияние на механические свойства сварных соединений стали и алюминия, в том числе на микротвердость. Кроме того, поскольку теплофизические свойства стали, алюминия и их сплавов также сильно различаются, свариваемость стали и алюминия ухудшается.
(2) Процесс сварки стали, алюминия и его сплавов.
Из приведенного выше анализа свариваемости стали с алюминием видно, что уменьшить обжатие стали и алюминия и его сплавов при сварке прямым плавлением практически невозможно.
Практически невозможно использовать в качестве присадочного металла для прямой сварки металл или сплав, чьи теплофизические свойства находятся между сталью и алюминием и который может быть металлургически совместим с ними.
В производственной практике применяются два метода: сварка непрямым плавлением слоя покрытия и сварка промежуточного переходного элемента непрямым плавлением.
1) Метод непрямой сварки слоя покрытия. Перед сваркой стали и алюминия на поверхность стали предварительно наносят один или несколько слоев металла, которые можно металлургически сплавить с соответствующим присадочным металлом, для образования слоя предварительного покрытия, а затем используемый метод газовой вольфрамовой дуговой сварки. Метод сварки стали с покрытием к алюминию.
Доказано практикой и испытаниями:
Одиночный слой покрытия может предотвратить только окисление основного металла, но не может предотвратить образование интерметаллических соединений, а прочность его соединения все еще очень низка. Поэтому аргонодуговую сварку стали и алюминия следует проводить с композиционным покрытием.
Существует множество металлических материалов для покрытия, таких как Ni, Cu, Ag, Sn, Zn и так далее. Материал покрытия металла разный, и результат после сварки тоже разный. На композитном покрытии Ni, Cu, Ag легко образуются трещины; Композиционное покрытие Ni, Cu, Sn лучше; Композиционное покрытие Ni, Zn дает наилучший эффект.
Аргонодуговая сварка углеродистой стали, алюминия и его сплавов с композитным покрытием заключается в том, что сначала на стальной стороне наносится слой металла, например меди или серебра, а затем слой цинка. При сварке цинк плавится первым (поскольку температура плавления сварочной проволоки выше, чем у цинка) и плавает на поверхности жидкости.
Алюминий вступает в реакцию с медным или серебряным покрытием под слоем цинка, и в то же время медь и серебро растворяются в алюминии, что может обеспечить лучшее сварное соединение. Это может увеличить прочность сварных соединений сталь-алюминий до 197 ~ 213 МПа.
После нанесения покрытия на стальные детали можно обрабатывать поверхность стали и алюминия. Поверхностная обработка алюминиевых деталей подвергается эрозии 15–20% раствором NaOH или КОН для удаления оксидной пленки, промывается чистой водой, затем пассивируется в 20% HNO3, промывается и готовится к сушке. Выполните аргонодуговую сварку.
Сварочные материалы – выбирайте сварочную проволоку из чистого алюминия с меньшим содержанием кремния, чтобы можно было получить качественные соединения. Не рекомендуется использовать сварочную проволоку, содержащую магний (LFS), поскольку она сильно способствует росту интерметаллидов и не может гарантировать прочность сварного соединения.
Способ сварки – взаимное расположение заготовки, сварочной проволоки и вольфрамового электрода при сварке.
Во избежание преждевременного прогорания покрытия стальной поверхности при сварке первого шва сварочную дугу следует всегда держать на присадочном металле; при последующих сварках дугу следует удерживать на присадочной проволоке и формируемом сварном шве, чтобы избежать прямого воздействия дуги на покрытие.
Кроме того, дуга движется вдоль поверхности алюминиевой стороны, а алюминиевая сварочная проволока движется вдоль стальной стороны, так что жидкий алюминий течет к поверхности канавки стали с композитным покрытием, и покрытие не может сгореть преждевременно и потерять его эффект.
Спецификация сварки: при аргонодуговой сварке стали и алюминия используется переменный ток, один из них заключается в ударе по оксидной пленке и ее разрушении, а также в удалении оксидной пленки на поверхности расплавленной ванны, чтобы расплавленный металл сварного шва можно было хорошо слиты.
Сварочный ток выбирается в зависимости от толщины сварного изделия. Обычно, когда толщина пластины составляет 3 мм, сварочный ток составляет 110–130 А; при толщине пластины 6-8 мм сварочный ток составляет 130-160 А;
2) Метод непрямой сварки плавлением для промежуточных переходников. Этот метод сварки заключается в помещении сборной стально-алюминиевой композитной панели в середину сталеалюминиевого соединения для формирования собственных соединений, то есть соединений сталь-сталь и алюминий-алюминий. Затем используйте обычный метод сварки плавлением, чтобы сварить один и тот же металл на обоих концах соответственно.
При сварке обратите внимание сначала на сварку алюминиевых соединений с большой усадкой и легким термическим растрескиванием, а затем на сварку стальных соединений.
Время публикации: 22 марта 2023 г.
