Stål och aluminium har olika kemiska och fysikaliska egenskaper, t.ex. smältpunkt, värmeexpansionskoefficient, elastiska modulus osv. när svetsstål och aluminium med svetsningsteknik kommer att ställas inför många problem, dvs. aluminium och stål som lätt kan bilda en mycket hård och bräcklig IMP-fas (intermetallisk fas).Ju större värmetillförseln är, desto större blir IMP-fasen.Denna bräckliga fas förstör allvarligt joint& FRAM35.39.s statiska och dynamiska styrka, samt försämrar joint& FRAM35.39.s plasticitet.Deras huvudsakliga fysiska skillnader visas nedan:
Järn kan smälta en del av aluminium i fast form, men när aluminiumhalten överstiger 12%, förändras kristallstrukturen radikalt och bildar Feal(maskor), Fe3Al(maskor) blandningar som är mycket hårda (250-520hv) och sköra.Ytterligare ökning, om aluminiumhalten i järn Fe2AL (faktor), Fe2AL5 (eta) och FeAl3 (theta) bildas, vilket ger högre hårdhet (600-1100 HV) och högre skörhet.Detta bräckliga material är resultatet av diffusionen av järn i aluminium eller aluminium i järn.När två olika materials elektrokemiska potential skiljer sig, uppstår molekyldiffusion för att kompensera den potentiella skillnaden.Ju större den potentiella skillnaden (E-1.22v för järn och aluminium), desto större är spridningstrenden.
Men när tjockleken på den svetsade jointen är mindre än tio m, blir dess skörhet mindre viktig och uppenbar.I det här läget beror arbetets prestanda främst på det grundläggande materialets ducilitet.Korrosion är ett annat stort problem eftersom de två materialens elektrokemiska potential är helt annorlunda, vilket leder till elektrolys (motsvarande ett batteri).Aluminium däremot har en låg potential och en negativ elektrod, som korroderar med elektrolys.Sammanfattningsvis måste svetsningen av stål och aluminium uppfylla två krav:
tjocklek i IMP-fasen vid leden < 10 m
För att förhindra korrosion av basmaterial efter svetsning
För att uppnå dessa två krav krävs en låg inmatningsprocess, följt av särskild korrosionsbehandling med tråd eller svets.
CMT (Kall Metal Transfer) teknik utvecklas på grundval av kortvarig övergång, och dess värmetillförsel är mycket lägre än normal GMAW-svetsning.Processen är: ljusbågen bränns, tråden går framåt tills droppen förkortas, där trådens strömhastighet går tillbaka, tråden dras tillbaka, och strömmen och spänningen är nästan noll.När nästa krets bildas, tänds bågen igen, och droppövergången börjar igen innan tråden sätts fast igen.Den genomsnittliga frekvensen för denna rörelse är upp till 70Hz.
Framgången är baserad på galvaniserat stål och aluminium. Experimentet för svetsning är följande: Skivan för aluminiumtjocklek är 0.8 3 mm, fyllnadsmaterial för aluminiumkiselmaterial genom smältning av aluminium och zink som bildas på ytan av stålsvetsleden.Det grundläggande experimentet slutförs i 1 mm på stålets och aluminiumets led.Följande tabell är den genomsnittliga intensiteten i testet.
Det är oundvikligt att styrkan minskar i den värmedrabbade zonen i CMT-processen.Vid värmebehandling av svetsning aluminiumlegering (600-serien) Den värmedrabbade zonens hållfasthet kommer att förlora 30-40% på grund av utfällning till en blandad kristallstruktur.Därför är den värmedrabbade zonen i denna led den svagaste delen, och den lägsta draghållfastheten är ungefär 60% av det aluminiumbaserade materialets.För naturligt härdade aluminiumlegeringar (5000-serien) minskas också styrkan i den värmedrabbade zonen på grund av återsystalliering.Minskningen av hållfastheten är kopplad till värmetillförseln vid förbehandling och svetsning.Frakturen förekommer huvudsakligen i den värmedrabbade zonen.
Experimentella data visar att svetsning av stål mot aluminium är möjlig, även om stål kan galvaniseras och en särskild lågenergisvetsningsprocess är en förutsättning för framgång.svetsfogarna visar utmärkt draghållfasthet, korrosionsbeständighet och utmattningsmotstånd, och visar också att värdet av Imp-bräcklig fas är mindre än 2.5 m, vilket är nyckeln till att förhindra sprickor i stål och aluminiumled.