Due fattori importanti che influenzano la saldatura di acciaio e alluminio
L'acciaio e l'alluminio hanno proprietà chimiche e fisiche diverse, come il punto di fusione, il coefficiente di dilatazione termica, il modulo elastico, ecc. Quando si saldano acciaio e alluminio mediante processi di saldatura a caldo, dovranno affrontare molti problemi, ovvero l'alluminio e l'acciaio sono soggetti a formano fasi IMP molto dure e fragili (fase intermetallica), maggiore è l'apporto termico di saldatura, più fasi IMP vengono generate. Questa fase fragile distrugge gravemente la resistenza statica e dinamica del giunto e riduce la plasticità del giunto. Le loro principali differenze fisiche sono le seguenti:
L'acciaio può fondere parte dell'alluminio allo stato solido, ma quando il contenuto di alluminio supera il 12%, la struttura cristallina cambia radicalmente, formando una miscela molto dura (250-520hv) e fragile di FeAL (rete) e Fe3Al (rete). Se il contenuto di alluminio nella miscela di Fe2Al, Fe2Al5 e FeAl3 viene ulteriormente aumentato, vengono fornite una maggiore durezza (600-1100 HV) e una maggiore fragilità. Questo fragile materiale è il risultato della diffusione dell'acciaio nell'alluminio o dell'alluminio nell'acciaio. Quando i potenziali elettrochimici di due materiali diversi sono diversi, si verifica la diffusione molecolare per compensare la differenza di potenziale. Maggiore è la differenza di potenziale (E ~ 1.22 v di acciaio e alluminio), maggiore è la tendenza alla diffusione.
Tuttavia, quando lo spessore della fase fragile IMP del giunto saldato è inferiore a 10 m, la sua fragilità diventa meno importante ed evidente. In questo momento, le prestazioni del pezzo dipendono principalmente dalla duttilità del substrato. La corrosione è un altro grosso problema, perché il potenziale elettrochimico di questi due materiali è completamente diverso, portando all'elettrolisi (equivalente a una batteria), mentre il potenziale dell'alluminio è molto basso e l'elettrodo negativo si corroderà con l'elettrolisi. In sintesi, la saldatura di acciaio e alluminio deve soddisfare due requisiti:
- Spessore della fase IMP al giunto <10 m
- Prevenire la corrosione del metallo di base dopo la saldatura
Per soddisfare questi due requisiti, è necessario un processo a basso apporto di calore, quindi è necessario uno speciale filo di saldatura o un trattamento anticorrosione del cordone di saldatura.
La tecnologia CMT (Cold Metal Transfer) è sviluppata sulla base del trasferimento di cortocircuito e il suo apporto di calore è molto inferiore rispetto alla normale saldatura GMAW. Il processo è: l'arco brucia e il filo viene spinto in avanti finché la goccia non si accorcia. A questo punto, la velocità di alimentazione del filo viene invertita, il filo viene tirato indietro e la corrente e la tensione sono quasi zero. Dopo la formazione del ciclo successivo, l'arco viene riacceso e il trasferimento delle goccioline ricomincia prima che il filo venga ricollegato. La frequenza media di questo movimento di feedback / pullback arriva fino a 70 Hz.
Un esempio di successo si basa sulla saldatura di acciaio zincato e alluminio. L'esperimento di saldatura è il seguente: lo spessore dell'alluminio è di 0.83 mm, il riempitivo è un materiale alluminio-silicio e il cordone di brasatura è formato sulla superficie dell'acciaio fondendo alluminio e zinco. È stato eseguito un test di base di 1 mm sulla giunzione di acciaio e alluminio. La tabella seguente è l'intensità media del test.
La perdita di resistenza della zona termicamente alterata durante il processo di trasferimento del metallo a freddo è inevitabile. Durante la saldatura e il trattamento termico della lega di alluminio, la resistenza della zona termicamente alterata perde il 30-40% a causa della precipitazione dei cristalli per formare una struttura cristallina mista. Pertanto, la zona termicamente alterata del giunto è la parte più debole del giunto e la resistenza alla trazione minima è circa il 60% di quella dei materiali a base di alluminio. Per le leghe di alluminio indurite naturalmente, anche la resistenza della zona interessata dal calore viene ridotta a causa della ricristallizzazione. La riduzione della resistenza è correlata all'apporto di calore durante il pretrattamento e la saldatura e la frattura si verifica principalmente nella zona termicamente alterata.
I dati dei test mostrano che la saldatura di acciaio e alluminio è possibile, ma l'acciaio deve essere zincato e uno speciale processo di saldatura a bassa energia è un prerequisito per il successo. I giunti saldati hanno una buona resistenza alla trazione, alla corrosione e alla fatica e la fase fragile IMP è inferiore a 2.5 m, che è la chiave per prevenire la frattura fragile dei giunti acciaio-alluminio.
Decho è un fornitore professionale di vari alluminio, acciaio e leghe di alluminio, prodotti in lega di acciaio e materiali e prodotti metallici per trattamenti speciali, se hai tali esigenze, non esitare a inviare un'e-mail [email protected] .
