虾米浅谈钢-铝焊接
之前,8爷谈过钢-铝焊接,为了巩固加深自己对这个方面的理解,所以对照着别人论文,生搬硬套,谈谈自己看法。讲述焊接之前,我们先看一下钢和铝的物理性能(见图1),两者相差很大,主要留意熔点,热传导率和标准电压,这与后面说的焊接以及腐蚀有很大影响。
谈焊接,无可避免要看金相图,图2是二元铝和铁的金相图,从图中可以发现很多的信息:
从图左边可以发现,铁在固溶状态下,可以溶解铝,而且当铝含量超过大概12%左右时,晶体结构发生根本改变,生成FeAl和Fe3Al混合物,硬而脆的金属化合物(250-520HV),当铝含量超过50%时,又会继续生成FeAl2,Fe2Al5,FeAl3,更硬而脆的金属化合物(600-1100HV),产生这种原因是铁在铝中扩散或铝在铁中扩散,根本原因则是两者之间存在电位差,为了变成稳定态,分子会扩散以弥补电位差,电位差越大,扩散趋势就越大,而如果材料处于液态状态,则扩散会更容易。
现在,我们研究铁和铝形成的金属化合物,它们非常硬和脆,这种脆性严重破坏焊接处强度,塑形更不值得一提。而且这种硬脆相(称为IMP相)与输出热量成正相关,热量越高,生成量越多。从图1可知铝导热系数大约为钢的4 倍,因此焊接时,热输入量要大于单纯焊接钢材的热量,所以IMP相也会变多。
除了上述所说的强度塑性问题外,还有一个主要问题便是电腐蚀问题:我们观察到这两种材料电化学电位差别有点大,这就意味着会发生电解反应,会慢慢腐蚀电位较低的铝。
关于这两个问题的解决方法,其实原理明白了,方法自然就出现了。针对强度和塑形问题,便是针对IMP相的问题,从金相图我们得知,无法避免这种相的产生,所以我们要做的便是把这种相的产生量降到最低,即降低热输入量,为此我们采用冷金属过渡焊接技术(cold metal transfer ,CMT),Fronius公司开发的新型焊接技术;针对腐蚀问题,一个是采用合适的焊丝,另一个则是对焊缝进行防腐蚀处理。
第一次发这种帖子,各位大侠手下留情,轻拍 你还没有说完,详细学习焊接工艺,说全了,写自己的体会
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