Зварювання алюміній-сталь різнорідних матеріалів

Зварювання алюміній-сталь різнорідних матеріалів

Алюмінієвий сплав має чудові властивості, такі як низька щільність, Хороша резистентність до корозії, висока електропровідність і теплопровідність. Використання алюмінієвого сплаву замість сталі може значно знизити якість зварних конструкцій. Сталь має хорошу зварюваність і механічні властивості. Алюмінієво-сталеві зварні конструкції знайшли широке застосування в автомобільній та суднобудівній промисловості.

З температура плавлення алюмінію становить 660 ℃, що на 700-900 ℃ нижче, ніж сталь. Під час зварювання, алюміній з низькою температурою плавлення плавиться першим, поки сталь ще не розплавлена. Через велику різницю в щільності між алюмінієм і сталлю, алюміній у розплавленому басейні буде плавати на сталі, що спричинить нерівномірний склад зварного шва після охолодження; Коефіцієнт лінійного розширення між алюмінієм і сталлю досить різний, що спричинить велике залишкове напруження в зварному з’єднанні та зварні тріщини.

Зварювання алюміній-сталь різнорідних матеріалів

Щоб досягти надійного з'єднання алюмінію і сталі, необхідно подолати перешкоду оксидної плівки на поверхні алюмінію та алюмінієвого сплаву до з'єднання, а також для запобігання або зменшення утворення крихких інтерметалічних сполук на межі розділу між алюмінієвим сплавом і сталлю. Існуючі методи зварювання є:

1. Зварювання тиском

Зварювання тиском - це спосіб застосування тиску (опалення чи ні) до зварного виробу під час процесу зварювання, щоб завершити зварювання. При зварюванні алюмінію і сталі, зварювання вибухом, магнітно-імпульсне зварювання, зварювання тертям з перемішуванням, зазвичай використовується дифузійне зварювання та інші методи.

2. Пайка розплавом

Пайка з розплаву різнорідних матеріалів алюміній-сталь поєднує характеристики як зварювання плавленням, так і пайки. Під час процесу зварювання, алюмінієвий сплав і паяльний матеріал плавляться, і після конденсації, вони об'єднуються, щоб утворити з'єднання; поки сталь не розплавлена, розплавлений твердий припой всмоктується і заповнюється в щілину суцільного зварювання за допомогою капілярної дії, і рідкий припой і сталь дифундують і розчиняються один в одному, і після конденсації, утворюється міцний паяльний шов, який може реалізувати з'єднання алюмінієвого сплаву та сталі різнорідних металів.

Зварювання алюмінієвих сплавів

3. Пайка

Пайка алюмінієво-сталевих різнорідних матеріалів полягає в розміщенні пайки в зазорі зварного з’єднання., розтопіть його нагріванням, і основний матеріал не плавиться. Рідкий припой проникає в зазор суцільного зварного шва, і утворює міцне з'єднання після охолодження і затвердіння.

Серед трьох способів зварювання різнорідних матеріалів алюміній-сталь, Методи процесу зварювання тиском і пайки можуть досягти з'єднання алюмінію та сталі, але вони мають певні обмеження щодо розмірів і форми заготовки та низьку ефективність виробництва. Пайка з розплаву може контролювати крихкі сполуки між алюмінієм і сталлю за допомогою паяння припою, особливо лазерна пайка дроту, який має характеристики малого тепловіддачі, висока швидкість зварювання, і легка автоматизація. Він може отримати високоякісні та ефективні зварні з'єднання розплавом і має широкі перспективи застосування.