Arkiv för kategori: Blogg

Stål och aluminium har olika kemiska och fysiska egenskaper, såsom smältpunkt, värmeutvidgningskoefficient, elastisk modul etc. Vid svetsning av stål och aluminium med varmbearbetning kommer de att möta många problem, det vill säga aluminium och stål är benägna att bildar mycket hårda och spröda IMP-faser (Intermetallic phase), ju större svetsvärmeintag, desto fler IMP-faser genereras. Detta spröda steg förstör allvarligt den statiska och dynamiska styrkan hos fogen och minskar fogens plasticitet. Deras huvudsakliga fysiska skillnader är följande:

Stål kan smälta en del av aluminium i fast tillstånd, men när aluminiumhalten överstiger 12% förändras kristallstrukturen fundamentalt och bildar en mycket hård (250-520hv) och ömtålig blandning av FeAL (nätverk) och Fe3Al (nätverk). Om aluminiumhalten i blandningen av Fe2Al, Fe2Al5 och FeAl3 ökas ytterligare ges högre hårdhet (600-1100 HV) och högre sprödhet. Detta ömtåliga material är resultatet av diffusion av stål i aluminium eller aluminium i stål. När de elektrokemiska potentialerna i två olika material är olika uppstår molekylär diffusion för att kompensera för potentialskillnaden. Ju större potentialskillnad (E ~ 1.22v för stål och aluminium), desto större diffusionstendens.

När tjockleken på den svetsade fogens IMP-spröda fas är mindre än 10 m blir dess sprödhet mindre viktig och uppenbar. Vid denna tidpunkt beror arbetsstyckets prestanda huvudsakligen på underlagets smidighet. Korrosion är ett annat stort problem, eftersom den elektrokemiska potentialen hos dessa två material är helt annorlunda, vilket leder till elektrolys (motsvarande ett batteri), medan potentialen hos aluminium är mycket låg, och den negativa elektroden kommer att korrodera med elektrolys. Sammanfattningsvis måste svetsningen av stål och aluminium uppfylla två krav:

1. IMP-fastjocklek vid fogen <10 m
2. Förhindra korrosion av oädel metall efter svetsning

För att uppfylla dessa två krav krävs en process med låg värmeinmatning och sedan krävs en speciell svetstråd eller korrosionsskyddsbehandling.

CMT-tekniken (Cold Metal Transfer) är utvecklad på grundval av kortslutningsöverföring och dess värmeintag är mycket lägre än vanlig GMAW-svetsning. Processen är: bågen brinner och tråden skjuts framåt tills droppen förkortas. Vid denna tidpunkt vänds trådmatningshastigheten, tråden dras bakåt och strömmen och spänningen är nästan noll. Efter att nästa slinga har bildats tänds ljusbågen igen och droppöverföringen börjar igen innan tråden ansluts igen. Den genomsnittliga frekvensen för denna feedback / pullback-rörelse är så hög som 70 Hz.

Ett framgångsrikt exempel är baserat på svetsning av galvaniserat stål och aluminium. Svetsförsöket är som följer: tjockleken på aluminium är 0.83 mm, fyllmedlet är aluminiumkiselmaterial och lödningssömmen bildas på ytan av stålet genom att smälta aluminium och zink. Ett 1 mm grundtest utfördes vid korsningen av stål och aluminium. Följande tabell är testets genomsnittliga intensitet.

Hållfasthetsförlusten för den värmepåverkade zonen under kallmetallöverföringsprocessen är oundviklig. Under svetsning och värmebehandling av aluminiumlegering förlorar styrkan i den värmepåverkade zonen 30-40% på grund av utfällningen av kristaller för att bilda en blandad kristallstruktur. Därför är fogens värmepåverkade zon den svagaste delen av fogen och den minsta draghållfastheten är cirka 60% av aluminiumbaserade material. För naturligt härdade aluminiumlegeringar minskas också den värmepåverkade zonens hållfasthet på grund av omkristallisation. Styrka minskningen är relaterad till värmetillförseln under förbehandling och svetsning, och sprickan sker främst i den värmepåverkade zonen.

Testdata visar att svetsning av stål och aluminium är möjlig, men stål måste vara galvaniserat, och en speciell lågenergisvetsprocess är en förutsättning för framgång. Svetsade fogar har god draghållfasthet, korrosionsbeständighet och utmattningsbeständighet, och IMP-sprödfasen är mindre än 2.5 m, vilket är nyckeln till att förhindra sprött brott i stål-aluminiumfogar.

Decho är en professionell leverantör av olika aluminium-, stål- och aluminiumlegeringar, stållegeringsprodukter och specialbehandlat metallmaterial och produkter, om du har sådana behov, tveka inte att mejla [e-postskyddad]  .