Umiejętności spawania stali i aluminium oraz jego stopów

(1) Spawalność stali i aluminium oraz jego stopów

Żelazo, mangan, chrom, nikiel i inne pierwiastki w stali mogą mieszać się z aluminium w stanie ciekłym, tworząc ograniczony roztwór stały, a także tworzyć związki międzymetaliczne.Węgiel w stali może również tworzyć związki z aluminium, ale są one prawie niekompatybilne ze sobą w stanie stałym.rozpuścić.Pomiędzy różnymi zawartościami aluminium i żelaza mogą powstawać różne kruche związki międzymetaliczne, wśród których FeAls jest najbardziej kruchy.

Ma istotny wpływ na właściwości mechaniczne złączy spawanych stali i aluminium, w tym na mikrotwardość.Ponadto, ponieważ właściwości termofizyczne stali, aluminium i ich stopów są również bardzo różne, spawalność stali i aluminium ulega pogorszeniu.

(2) Proces spawania stali i aluminium oraz jego stopów

Z powyższej analizy spawalności stali z aluminium wynika, że ​​prawie niemożliwe jest zmniejszenie redukcji stali i aluminium oraz ich stopów przez bezpośrednie zgrzewanie.

Niemal niemożliwe jest użycie metalu lub stopu, którego właściwości cieplno-fizyczne mieszczą się pomiędzy stalą a aluminium i który może być metalurgicznie kompatybilny z tymi dwoma materiałami jako spoiwo do spawania bezpośredniego.

W praktyce produkcyjnej istnieją dwie metody: pośrednie zgrzewanie warstwy powłoki i pośrednie zgrzewanie elementu przejściowego.

1) Metoda spawania pośredniego warstwy powłoki Przed spawaniem stali i aluminium jedna lub kilka warstw metalu, które mogą być stopione metalurgicznie z odpowiednim lutem, jest wstępnie powlekana na powierzchni stali w celu utworzenia warstwy wstępnej powłoki, a następnie używany Metoda spawania łukiem wolframowym w gazie Metoda spawania stali powlekanej z aluminium.

Sprawdzone przez praktykę i testy:

Pojedyncza warstwa powłoki może jedynie zapobiegać utlenianiu metalu nieszlachetnego, ale nie może zapobiegać powstawaniu związków międzymetalicznych, a wytrzymałość połączenia jest nadal bardzo niska.Dlatego spawanie łukiem argonowym stali i aluminium powinno odbywać się z powłoką kompozytową.

Istnieje wiele materiałów metalowych do powlekania, takich jak Ni, Cu, Ag, Sn, Zn i tak dalej.Powłoka metalowa jest inna, a wynik po spawaniu jest również inny.Pęknięcia łatwo tworzą się na powłoce kompozytowej Ni, Cu, Ag;Powłoka kompozytowa Ni, Cu, Sn jest lepsza;Najlepsze efekty daje powłoka kompozytowa Ni, Zn.

Spawanie łukiem argonowym stali węglowej i aluminium powlekanego kompozytem oraz jego stopów polega na pokryciu najpierw warstwy metalu, takiego jak miedź lub srebro, po stronie stali, a następnie powleczeniu warstwy cynku.Podczas spawania najpierw topi się cynk (ponieważ temperatura topnienia drutu spawalniczego jest wyższa niż cynku) i unosi się na powierzchni cieczy.

Aluminium reaguje z powłoką miedzianą lub srebrną pod warstwą cynku i jednocześnie miedź i/lub srebro rozpuszczają się w aluminium, co może tworzyć lepsze połączenie spawane.Może zwiększyć wytrzymałość połączeń spawanych stal-aluminium do 197 ~ 213 MPa.

Po powlekaniu części stalowych można poddać obróbce powierzchnię stali i aluminium.Obróbka powierzchni części aluminiowych jest poddawana erozji 15% ~ 20% roztworem NaOH lub KOH w celu usunięcia warstwy tlenku, spłukiwana czystą wodą, następnie pasywowana w 20% HNO3, spłukiwana i gotowa do wyschnięcia Wykonaj spawanie łukiem argonowym.

Materiały spawalnicze – wybierz drut spawalniczy z czystego aluminium o mniejszej zawartości krzemu, aby uzyskać wysokiej jakości spoiny.Nie należy używać drutu spawalniczego zawierającego magnez (LFS), ponieważ będzie on silnie sprzyjał wzrostowi związków międzymetalicznych i nie może zagwarantować wytrzymałości złącza spawanego.

Metoda spawania – względne położenie przedmiotu obrabianego, drutu spawalniczego i elektrody wolframowej podczas spawania.

Aby zapobiec przedwczesnemu wypaleniu powłoki powierzchniowej stali, podczas spawania pierwszej spoiny łuk spawalniczy powinien zawsze być utrzymywany na spoiwie;w przypadku kolejnych spoin łuk powinien być utrzymywany na drucie elektrodowym i uformowanej spoinie, aby uniknąć bezpośredniego oddziaływania łuku na powłokę.

Ponadto łuk porusza się wzdłuż powierzchni strony aluminiowej, a aluminiowy drut spawalniczy porusza się wzdłuż strony stalowej, dzięki czemu ciekłe aluminium przepływa do powierzchni rowka stali powlekanej kompozytem, ​​a powłoki nie można przedwcześnie spalić i stracić jego efekt.

Specyfikacja spawania – spawanie łukiem argonowym stali i aluminium wykorzystuje prąd przemienny, jednym z nich jest uderzenie warstwy tlenku i przerwanie jej, a także może usunąć warstwę tlenku z powierzchni stopionego jeziorka, dzięki czemu stopiony metal spoiny może być dobrze skondensowany.

Prąd spawania dobiera się w zależności od grubości spoiny.Ogólnie, gdy grubość płyty wynosi 3 mm, prąd spawania wynosi 110-130A;gdy grubość blachy wynosi 6-8mm, prąd spawania wynosi 130-160A;

2) Metoda spawania pośredniego dla pośrednich elementów przejściowych.Ta metoda spawania polega na umieszczeniu prefabrykowanego panelu kompozytowego stalowo-aluminiowego na środku złącza stalowo-aluminiowego w celu utworzenia własnych połączeń, czyli połączeń stalowo-stalowych i aluminiowo-aluminiowych.Następnie użyj konwencjonalnej metody spawania, aby odpowiednio zespawać ten sam metal na obu końcach.

Podczas spawania należy zwrócić uwagę, aby najpierw spawać złącza aluminiowe o dużym skurczu i łatwym pękaniu termicznym, a następnie spawać złącza stalowe.