Навички зварювання сталі та алюмінію та його сплавів

(1) Зварюваність сталі, алюмінію та його сплавів

Залізо, марганець, хром, нікель та інші елементи в сталі можуть змішуватися з алюмінієм у рідкому стані з утворенням обмеженого твердого розчину, а також утворювати інтерметалічні сполуки.Вуглець у сталі також може утворювати сполуки з алюмінієм, але вони майже несумісні один з одним у твердому стані.розчинити.Між різним вмістом алюмінію та заліза можуть утворюватися різні крихкі інтерметалічні сполуки, серед яких FeAls є найбільш крихким.

Значно впливає на механічні властивості зварних з'єднань сталі та алюмінію, в тому числі на мікротвердість.Крім того, оскільки теплофізичні властивості сталі, алюмінію та їх сплавів також сильно відрізняються, зварюваність сталі та алюмінію погіршується.

(2) Процес зварювання сталі, алюмінію та його сплавів

Зі згаданого вище аналізу зварюваності сталь-алюміній майже неможливо зменшити відновлення сталі та алюмінію та його сплавів прямим зварюванням плавленням.

Практично неможливо використовувати метал або сплав, теплофізичні властивості якого знаходяться між сталлю та алюмінієм і які можуть бути металургійно сумісними з ними як присадний метал для прямого зварювання.

У виробничій практиці існує два способи: непряме зварювання плавленням шару покриття та непряме зварювання плавленням проміжної перехідної деталі.

1) Спосіб непрямого зварювання шару покриття Перед зварюванням сталі та алюмінію на поверхню сталі попередньо наносять один або декілька шарів металу, які можна металургійно сплавити з відповідним наповнювачем, щоб утворити шар попереднього покриття, а потім використаний метод дугового зварювання вольфрамовим газом Спосіб зварювання сталі з покриттям до алюмінію.

Перевірено практикою та випробуваннями:

Один шар покриття може лише запобігти окисленню основного металу, але не може запобігти утворенню інтерметалічних сполук, і міцність його з’єднання все ще дуже низька.Тому аргонодугове зварювання сталі та алюмінію слід проводити з композиційним покриттям.

Існує багато металевих матеріалів для покриття, таких як Ni, Cu, Ag, Sn, Zn тощо.Матеріал металевого покриття різний, і результат після зварювання також різний.На композитному покритті Ni, Cu, Ag легко утворюються тріщини;Композитне покриття Ni, Cu, Sn краще;Найкращий ефект має композитне покриття Ni, Zn.

Аргонодугове зварювання вуглецевої сталі з композитним покриттям, алюмінію та його сплавів полягає в тому, що спочатку на сталеву сторону наноситься шар металу, наприклад міді або срібла, а потім — шар цинку.При зварюванні спочатку плавиться цинк (оскільки температура плавлення зварювального дроту вище, ніж у цинку), і спливає на поверхню рідини.

Алюміній реагує з мідним або срібним покриттям під цинковим шаром, і в той же час мідь і/або срібло розчиняються в алюмінії, що може утворювати краще зварне з’єднання.Це може збільшити міцність зварних з'єднань сталь-алюміній до 197 ~ 213 МПа.

Після покриття сталевих частин можна обробити поверхню сталі та алюмінію.Обробку поверхні алюмінієвих деталей розмивають 15%~20% розчином NaOH або KOH для видалення оксидної плівки, промивають чистою водою, потім пасивують у 20% HNO3, промивають і готові до висихання. Виконайте аргонодугове зварювання.

Зварювальні матеріали – вибирайте чистий алюмінієвий зварювальний дріт з меншим вмістом кремнію, щоб можна було отримати високоякісні з’єднання.Не можна використовувати зварювальний дріт, що містить магній (LFS), тому що він сильно сприяє зростанню інтерметалічних сполук і не може гарантувати міцність зварного з'єднання.

Спосіб зварювання – взаємне розташування заготовки, зварювального дроту та вольфрамового електрода під час зварювання.

Щоб запобігти передчасному прогоранню покриття поверхні сталі, при зварюванні першого зварного шва зварювальну дугу завжди слід тримати на присадному металі;для наступних зварних швів дуга повинна залишатися на присадковому дроті та сформованому зварному шві, щоб можна було уникнути прямої дії дуги на покриття.

Крім того, дуга рухається вздовж поверхні алюмінієвої сторони, а алюмінієвий зварювальний дріт рухається вздовж сталевої сторони, так що рідкий алюміній тече до поверхні канавки сталі з композитним покриттям, і покриття не може передчасно згоріти та втратити його ефект.

Технічні характеристики зварювання – аргонодугове зварювання сталі та алюмінію використовує джерело змінного струму, один полягає в ударі по оксидній плівкі та її розриві, а також може видалити оксидну плівку на поверхні розплавленої ванни, щоб розплавлений метал шва міг бути добре зрощені.

Сила зварювального струму вибирається відповідно до товщини зварного шва.Як правило, коли товщина пластини становить 3 мм, зварювальний струм становить 110-130 А;при товщині пластини 6-8мм зварювальний струм 130-160А;

2) Метод непрямого зварювання плавленням для проміжних перехідних деталей.Цей метод зварювання полягає в тому, щоб помістити збірну сталево-алюмінієву композитну панель у середину сталево-алюмінієвого з’єднання для формування власних з’єднань, тобто з’єднань сталь-сталь і алюміній-алюміній.Потім використовуйте звичайний метод зварювання плавленням, щоб зварити один і той же метал з обох кінців відповідно.

Під час зварювання звертайте увагу на зварювання алюмінієвих з’єднань із великою усадкою та легким термічним розтріскуванням, а потім на зварювання сталевих з’єднань.