Archiv pro kategorii: Blog

Ocel a hliník mají různé chemické a fyzikální vlastnosti, jako je bod tání, koeficient tepelné roztažnosti, modul pružnosti atd. Při svařování oceli a hliníku procesem svařování za tepla budou čelit mnoha problémům, to znamená, že hliník a ocel jsou náchylné k tvoří velmi tvrdé a křehké IMP fáze (Intermetalická fáze), čím větší je přívod svařovacího tepla, tím více IMP fází se generuje. Tento křehký stupeň silně ničí statickou a dynamickou pevnost spoje a snižuje plastickost spoje. Jejich hlavní fyzické rozdíly jsou následující:

Ocel může roztavit část hliníku v pevném stavu, ale když obsah hliníku přesáhne 12%, krystalová struktura se zásadně změní a vytvoří velmi tvrdou (250-520hv) a křehkou směs FeAL (síť) a Fe3Al (síť). Pokud se obsah hliníku ve směsi Fe2Al, Fe2Al5 a FeAl3 dále zvýší, zajistí se vyšší tvrdost (600-1100 HV) a vyšší křehkost. Tento křehký materiál je výsledkem difúze oceli v hliníku nebo hliníku v oceli. Když se elektrochemické potenciály dvou různých materiálů liší, dochází k molekulární difúzi, aby se vyrovnal rozdíl potenciálů. Čím větší je potenciální rozdíl (E ~ 1.22 v oceli a hliníku), tím větší je difúzní tendence.

Pokud je však tloušťka křehké fáze IMP svařovaného spoje menší než 10 m, jeho křehkost se stává méně důležitou a zřejmou. V tomto okamžiku závisí výkon obrobku hlavně na tažnosti podkladu. Koroze je dalším velkým problémem, protože elektrochemický potenciál těchto dvou materiálů je zcela odlišný, což vede k elektrolýze (ekvivalentní baterii), zatímco potenciál hliníku je velmi nízký a záporná elektroda bude při elektrolýze korodovat. Stručně řečeno, svařování oceli a hliníku musí splňovat dva požadavky:

1. Tloušťka fáze IMP ve spoji <10 m
2. Po svařování zabraňte korozi obecných kovů

Pro splnění těchto dvou požadavků je vyžadován proces s nízkým přívodem tepla a poté je nutný speciální svařovací drát nebo antikorozní úprava svarového švu.

Technologie CMT (Cold Metal Transfer) je vyvinuta na bázi zkratového přenosu a její tepelný příkon je mnohem nižší než při běžném svařování GMAW. Proces je: oblouk hoří a drát je tlačen dopředu, dokud se kapka nezkrátí. V tuto chvíli je rychlost podávání drátu obrácena, drát je tažen dozadu a proud a napětí jsou téměř nulové. Po vytvoření další smyčky se oblouk znovu zapálí a před opětovným připojením drátu začne přenos kapiček znovu. Průměrná frekvence tohoto zpětnovazebního / stahovacího pohybu je až 70 Hz.

Úspěšný příklad je založen na svařování pozinkované oceli a hliníku. Experiment svařování je následující: tloušťka hliníku je 0.83 mm, plnivo je materiál hliník-křemík a pájecí šev je vytvořen na povrchu oceli tavením hliníku a zinku. Na křižovatce oceli a hliníku byla provedena 1 mm základní zkouška. V následující tabulce je průměrná intenzita testu.

Ztráta pevnosti tepelně ovlivněné zóny během procesu přenosu studeného kovu je nevyhnutelná. Během svařování a tepelného zpracování hliníkové slitiny ztrácí pevnost tepelně ovlivněné zóny 30-40% v důsledku srážení krystalů za vzniku smíšené krystalové struktury. Tepelně ovlivněná zóna spoje je tedy nejslabší částí spoje a minimální pevnost v tahu je asi 60% pevnosti v tahu u materiálů na bázi hliníku. U přirozeně tvrzených hliníkových slitin je také pevnost tepelně ovlivněné zóny snížena v důsledku rekrystalizace. Snížení pevnosti souvisí s tepelným příkonem během předúpravy a svařování a lom nastává hlavně v zóně ovlivněné teplem.

Zkušební údaje ukazují, že svařování oceli a hliníku je možné, ale ocel musí být pozinkována a předpokladem úspěchu je speciální nízkoenergetický proces svařování. Svařované spoje mají dobrou pevnost v tahu, odolnost proti korozi a odolnost proti únavě a křehká fáze IMP je menší než 2.5 m, což je klíč k prevenci křehkého lomu ocelo-hliníkových spojů.

Decho je profesionální dodavatel různých hliníkových, ocelových a hliníkových slitin, výrobků z ocelových slitin a speciálních kovových materiálů a výrobků, pokud máte takové potřeby, neváhejte poslat e-mail [chráněno e-mailem]  .