(1) Свариваемость стали и алюминия и его сплавов
Железо, марганец, хром, никель и другие элементы в 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 они практически несовместимы друг с другом в твердом состоянии.раствориться.При различном содержании алюминия и железа могут образовываться разнообразные хрупкие интерметаллические соединения, 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, ухудшается свариваемость стали и алюминия.
(2) Процесс сварки стали и алюминия и его сплавов
Из приведенного выше анализа свариваемости стали и алюминия практически невозможно уменьшить обжатие стали и алюминия и его сплавов при сварке прямым плавлением.
Почти невозможно использовать металл или сплав, чьи теплофизические свойства находятся между сталью и алюминием и который может быть металлургически совместим с ними в качестве присадочного металла для прямой сварки.
В производственной практике применяют два метода: сварка непрямым плавлением слоя покрытия и непрямая сварка плавлением промежуточного переходного участка.
1) Метод непрямой сварки слоя покрытия Перед сваркой стали и алюминия один или несколько слоев металла, который может быть металлургически сплавлен с соответствующим присадочным металлом, предварительно наносят на поверхность стали, чтобы сформировать слой предварительного покрытия, а затем используется Газовая вольфрамовая дуговая сварка Метод сварки стали с покрытием к алюминию.
Доказано практикой и тестами:
Один слой покрытия может предотвратить только окисление основного металла, но не может предотвратить образование интерметаллических соединений, а его прочность соединения все еще очень низкая.Поэтому аргонно-дуговую сварку стали и алюминия следует проводить с композиционным покрытием.
Существует много металлических материалов для покрытия, таких как Ni, Cu, Ag, Sn, Zn и так далее.Материал металла покрытия разный, и результат после сварки тоже разный.На композиционном покрытии Ni, Cu, Ag легко образуются трещины;Композитное покрытие Ni, Cu, Sn лучше;Наилучший эффект дает композиционное покрытие Ni, Zn.
Аргонно-дуговая сварка углеродистой стали с композитным покрытием и алюминия и его сплавов заключается в том, чтобы сначала покрыть слой металла, такого как медь или серебро, со стороны стали, а затем покрыть слой цинка.При сварке первым плавится цинк (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/или серебро растворяются в алюминии, что способствует лучшему сварному соединению.Это позволяет повысить 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 KOH для удаления оксидной пленки, промывается чистой водой, затем пассивируется в 20% HNO3, промывается и готовится к сушке. Выполните аргонно-дуговую сварку.
Сварочные материалы – выбирайте сварочную проволоку из чистого алюминия с меньшим содержанием кремния, чтобы можно было получить высококачественные соединения.Использование магнийсодержащей сварочной проволоки (МСС) нецелесообразно, так как она сильно способствует росту интерметаллических соединений и не может гарантировать прочность сварного соединения.
Способ сварки – взаимное расположение заготовки, сварочной проволоки и вольфрамового электрода при сварке.
Во избежание преждевременного прогорания стального поверхностного покрытия при сварке первого шва сварочную дугу всегда следует держать на присадочном металле;для последующих сварных швов дугу следует удерживать на присадочной проволоке и сформированном сварном шве, чтобы можно было избежать прямого воздействия дуги на покрытие.
Кроме того, дуга движется по поверхности алюминиевой стороны, а алюминиевая сварочная проволока движется по стальной стороне, так что жидкий алюминий стекает к поверхности канавки стали с композитным покрытием, и покрытие не может преждевременно сгореть и потеряться. его эффект.
Спецификация сварки – аргонно-дуговая сварка стали и алюминия использует мощность переменного тока, одна из них заключается в том, чтобы ударить по оксидной пленке и разрушить ее, а также может удалить оксидную пленку на поверхности расплавленной ванны, так что расплавленный металл сварного шва может быть хорошо сплавлены.
Сварочный ток подбирается в зависимости от толщины сварного шва.Как правило, при толщине листа 3 мм сварочный ток составляет 110-130 А;при толщине листа 6-8мм сварочный ток 130-160А;
2) Метод сварки непрямым плавлением для промежуточных переходников.Этот метод сварки заключается в размещении сборной стали-алюминиевой композитной панели в середине соединения стали-алюминия для формирования собственных соединений, то есть соединений стали-стали и алюминия-алюминия.Затем используйте обычный метод сварки плавлением, чтобы сварить один и тот же металл с обоих концов соответственно.
При сварке обращайте внимание на сварку сначала алюминиевых соединений с большой усадкой и легким термическим растрескиванием, а затем стальных.
Время публикации: 22 марта 2023 г.
