Twee belangrijke factoren die het lassen van staal en aluminium beïnvloeden
Staal en aluminium hebben verschillende chemische en fysische eigenschappen, zoals smeltpunt, thermische uitzettingscoëfficiënt, elasticiteitsmodulus, enz. vormen zeer harde en broze IMP-fasen (intermetallische fase), hoe groter de warmte-inbreng van het lassen, hoe meer IMP-fasen worden gegenereerd. Deze brosse fase vernietigt ernstig de statische en dynamische sterkte van het gewricht en vermindert de plasticiteit van het gewricht. Hun belangrijkste fysieke verschillen zijn als volgt:
Staal kan een deel van aluminium in vaste toestand smelten, maar wanneer het aluminiumgehalte hoger is dan 12%, verandert de kristalstructuur fundamenteel, waardoor een zeer hard (250-520hv) en kwetsbaar mengsel van FeAL (netwerk) en Fe3Al (netwerk) ontstaat. Als het aluminiumgehalte in het mengsel van Fe2Al, Fe2Al5 en FeAl3 verder wordt verhoogd, wordt een hogere hardheid (600-1100 HV) en een hogere brosheid verkregen. Dit kwetsbare materiaal is het resultaat van de diffusie van staal in aluminium of aluminium in staal. Wanneer de elektrochemische potentialen van twee verschillende materialen verschillend zijn, vindt moleculaire diffusie plaats om het potentiaalverschil te compenseren. Hoe groter het potentiaalverschil (E ~ 1.22v van staal en aluminium), hoe groter de neiging tot diffusie.
Wanneer de dikte van de IMP-brosse fase van de gelaste verbinding echter minder is dan 10 m, wordt de broosheid ervan minder belangrijk en duidelijk. Op dit moment hangt de prestatie van het werkstuk voornamelijk af van de ductiliteit van het substraat. Corrosie is een ander groot probleem, omdat het elektrochemische potentieel van deze twee materialen totaal verschillend is, wat leidt tot elektrolyse (vergelijkbaar met een batterij), terwijl het potentieel van aluminium erg laag is, en de negatieve elektrode zal corroderen bij elektrolyse. Kortom, het lassen van staal en aluminium moet aan twee eisen voldoen:
- IMP-fasedikte bij de voeg <10 m
- Voorkom corrosie van basismetaal na het lassen
Om aan deze twee vereisten te voldoen, is een proces met lage warmte-inbreng vereist, en vervolgens is een speciale anticorrosiebehandeling voor lasdraad of lasnaden vereist.
CMT-technologie (Cold Metal Transfer) is ontwikkeld op basis van kortsluitingsoverdracht en de warmte-inbreng is veel lager dan bij gewoon GMAW-lassen. Het proces is: de boog brandt en de draad wordt naar voren geduwd totdat de druppel wordt ingekort. Op dit moment wordt de draadaanvoersnelheid omgekeerd, wordt de draad naar achteren getrokken en zijn de stroom en de spanning bijna nul. Nadat de volgende lus is gevormd, wordt de boog opnieuw ontstoken en begint de druppeloverdracht opnieuw voordat de draad opnieuw wordt aangesloten. De gemiddelde frequentie van deze feedback / pullback-beweging is zo hoog als 70 Hz.
Een geslaagd voorbeeld is het lassen van verzinkt staal en aluminium. Het lasexperiment is als volgt: de dikte van aluminium is 0.83 mm, de vulstof is aluminium-siliciummateriaal en de soldeernaad wordt gevormd op het oppervlak van het staal door aluminium en zink te smelten. Op de kruising van staal en aluminium is een basistest van 1 mm uitgevoerd. De volgende tabel is de gemiddelde intensiteit van de test.
Het sterkteverlies van de door warmte beïnvloede zone tijdens het overdrachtsproces van koud metaal is onvermijdelijk. Tijdens het lassen en warmtebehandeling van een aluminiumlegering verliest de sterkte van de door warmte beïnvloede zone 30-40% door het neerslaan van kristallen om een gemengde kristalstructuur te vormen. Daarom is de door warmte beïnvloede zone van de verbinding het zwakste deel van de verbinding en is de minimale treksterkte ongeveer 60% van die van op aluminium gebaseerde materialen. Voor natuurlijk geharde aluminiumlegeringen wordt de sterkte van de door warmte beïnvloede zone ook verminderd door herkristallisatie. De sterktevermindering is gerelateerd aan de warmte-inbreng tijdens voorbehandeling en lassen, en de breuk treedt voornamelijk op in de warmte-beïnvloede zone.
Uit testgegevens blijkt dat lassen van staal en aluminium mogelijk is, maar staal moet worden verzinkt en een speciaal energiezuinig lasproces is een voorwaarde voor succes. Gelaste verbindingen hebben een goede treksterkte, corrosiebestendigheid en vermoeidheidsweerstand, en de IMP brosse fase is minder dan 2.5 m, wat de sleutel is tot het voorkomen van brosse breuk van staal-aluminium verbindingen.
Decho is een professionele leverancier van verschillende soorten aluminium, staal en aluminiumlegeringen, staallegeringen en metalen materialen en producten voor speciale behandelingen.Als u dergelijke behoeften heeft, aarzel dan niet om een e-mail te sturen [e-mail beveiligd] .
