ปัจจัยสำคัญสองประการที่มีผลต่อการเชื่อมเหล็กและอลูมิเนียม

เหล็กและอลูมิเนียมมีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพที่แตกต่างกันเช่นจุดหลอมเหลวค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนโมดูลัสยืดหยุ่นเป็นต้นเมื่อเชื่อมเหล็กและอลูมิเนียมด้วยกระบวนการเชื่อมแบบร้อนจะประสบปัญหามากมายกล่าวคืออลูมิเนียมและเหล็กกล้ามีแนวโน้มที่จะ สร้างเฟส IMP ที่แข็งและเปราะมาก (เฟสอินเตอร์เมทัลลิก) ยิ่งป้อนความร้อนในการเชื่อมมากเท่าใดก็ยิ่งสร้างเฟส IMP มากขึ้นเท่านั้น ขั้นตอนที่เปราะนี้ทำลายความแข็งแรงคงที่และไดนามิกของข้อต่ออย่างรุนแรงและลดความเป็นพลาสติกของข้อต่อ ความแตกต่างทางกายภาพที่สำคัญมีดังนี้:

เหล็กสามารถหลอมอลูมิเนียมบางส่วนในสถานะของแข็ง แต่เมื่อปริมาณอลูมิเนียมเกิน 12% โครงสร้างผลึกจะเปลี่ยนไปโดยพื้นฐานกลายเป็นส่วนผสมที่แข็งมาก (250-520hv) และเปราะบางของ FeAL (เครือข่าย) และ Fe3Al (เครือข่าย) หากปริมาณอลูมิเนียมในส่วนผสมของ Fe2Al, Fe2Al5 และ FeAl3 เพิ่มขึ้นอีกจะมีความแข็งที่สูงขึ้น (600-1100 HV) และความเปราะที่สูงขึ้น วัสดุที่เปราะบางนี้เป็นผลมาจากการแพร่กระจายของเหล็กในอลูมิเนียมหรืออลูมิเนียมในเหล็กกล้า เมื่อศักย์ไฟฟ้าเคมีของวัสดุสองชนิดแตกต่างกันการแพร่กระจายของโมเลกุลจะเกิดขึ้นเพื่อชดเชยความต่างศักย์ ยิ่งความต่างศักย์สูง (E ~ 1.22v ของเหล็กและอะลูมิเนียม) แนวโน้มการแพร่กระจายก็จะยิ่งมากขึ้น

อย่างไรก็ตามเมื่อความหนาของระยะเปราะ IMP ของรอยเชื่อมน้อยกว่า 10 เมตรความเปราะของมันจะมีความสำคัญน้อยลงและเห็นได้ชัด ในขณะนี้ประสิทธิภาพของชิ้นงานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความเหนียวของวัสดุพิมพ์ การกัดกร่อนเป็นอีกปัญหาหลักเนื่องจากศักยภาพทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุทั้งสองนี้แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงซึ่งนำไปสู่การอิเล็กโทรลิซิส (เทียบเท่ากับแบตเตอรี่) ในขณะที่อลูมิเนียมมีศักยภาพต่ำมากและอิเล็กโทรดลบจะกัดกร่อนด้วยอิเล็กโทรลิซิส โดยสรุปการเชื่อมเหล็กและอลูมิเนียมจำเป็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสองประการ:

  1. ความหนาเฟส IMP ที่รอยต่อ <10 ม
  2. ป้องกันการสึกกร่อนของโลหะฐานหลังการเชื่อม

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดทั้งสองนี้จำเป็นต้องใช้กระบวนการป้อนความร้อนต่ำจากนั้นจึงต้องใช้ลวดเชื่อมพิเศษหรือการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนของรอยเชื่อม

เทคโนโลยี CMT (Cold Metal Transfer) ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของการถ่ายเทไฟฟ้าลัดวงจรและอินพุตความร้อนต่ำกว่าการเชื่อมแบบ GMAW ทั่วไปมาก กระบวนการนี้คือ: ส่วนโค้งไหม้และลวดจะถูกดันไปข้างหน้าจนกว่าหยดจะสั้นลง ในเวลานี้ความเร็วในการป้อนลวดจะกลับด้านลวดจะถูกดึงไปข้างหลังและกระแสและแรงดันไฟฟ้าเกือบเป็นศูนย์ หลังจากเกิดลูปถัดไปส่วนโค้งจะถูกสร้างขึ้นใหม่และการถ่ายโอนหยดจะเริ่มขึ้นอีกครั้งก่อนที่จะเชื่อมต่อสายไฟอีกครั้ง ความถี่เฉลี่ยของการตอบสนอง / การเคลื่อนไหวแบบดึงกลับนี้สูงถึง 70 เฮิร์ตซ์

ตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับการเชื่อมเหล็กชุบสังกะสีและอลูมิเนียม การทดลองเชื่อมมีดังต่อไปนี้: ความหนาของอลูมิเนียม 0.83 มม. ฟิลเลอร์เป็นวัสดุอะลูมิเนียมซิลิกอนและตะเข็บประสานเกิดขึ้นบนพื้นผิวของเหล็กโดยการหลอมอลูมิเนียมและสังกะสี ทำการทดสอบขั้นพื้นฐาน 1 มม. ที่รอยต่อของเหล็กและอลูมิเนียม ตารางต่อไปนี้คือความเข้มเฉลี่ยของการทดสอบ

การสูญเสียความแข็งแรงของโซนที่ได้รับความร้อนระหว่างกระบวนการถ่ายเทโลหะเย็นเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ในระหว่างการเชื่อมและการอบชุบด้วยความร้อนของโลหะผสมอลูมิเนียมความแข็งแรงของบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะสูญเสียไป 30-40% เนื่องจากการตกตะกอนของผลึกเพื่อสร้างโครงสร้างผลึกผสม ดังนั้นบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของข้อต่อจึงเป็นส่วนที่อ่อนแอที่สุดของข้อต่อและความต้านทานแรงดึงต่ำสุดคือประมาณ 60% ของวัสดุที่ทำจากอะลูมิเนียม สำหรับโลหะผสมอลูมิเนียมที่ชุบแข็งตามธรรมชาติความแข็งแรงของบริเวณที่ได้รับความร้อนจะลดลงเช่นกันเนื่องจากการตกผลึกซ้ำ การลดความแข็งแรงเกี่ยวข้องกับการป้อนความร้อนระหว่างการบำบัดและการเชื่อมล่วงหน้าและการแตกหักส่วนใหญ่เกิดขึ้นในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน

ข้อมูลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าสามารถเชื่อมเหล็กและอลูมิเนียมได้ แต่เหล็กจะต้องชุบสังกะสีและกระบวนการเชื่อมแบบพิเศษที่ใช้พลังงานต่ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความสำเร็จ รอยต่อที่เชื่อมมีความต้านทานแรงดึงที่ดีทนต่อการกัดกร่อนและความต้านทานต่อความล้าและระยะการเปราะของ IMP น้อยกว่า 2.5 เมตรซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการป้องกันการแตกหักของข้อต่อเหล็ก - อลูมิเนียม

เดโชเป็นซัพพลายเออร์ระดับมืออาชีพของอลูมิเนียมเหล็กและอลูมิเนียมอัลลอยด์ผลิตภัณฑ์โลหะผสมเหล็กและวัสดุและผลิตภัณฑ์โลหะบำบัดพิเศษหากคุณมีความต้องการดังกล่าวโปรดอย่าลังเลที่จะส่งอีเมล [ป้องกันอีเมล]  .