¿Se pueden soldar aluminio y acero?
La aleación de aluminio tiene excelentes propiedades como baja densidad, buena resistencia a la corrosión, alta conductividad eléctrica y térmica. Reemplazar el acero con una aleación de aluminio reducirá significativamente la calidad de la estructura soldada. El acero tiene buena soldabilidad y propiedades mecánicas, y las estructuras soldadas de aluminio y acero se han utilizado ampliamente en automóviles, construcción naval y otras industrias.
El punto de fusión del aluminio es de 660°C, que es entre 700 y 900°C más bajo que el del acero. Al soldar, el aluminio con un punto de fusión bajo se funde primero, mientras que el acero aún no se ha fundido. Debido a la gran diferencia de densidad entre el aluminio y el acero, el aluminio en el baño fundido flotará sobre el acero, provocando una composición desigual de la soldadura después del enfriamiento. Los coeficientes de expansión lineal del aluminio y del acero son bastante diferentes, lo que puede provocar grandes tensiones residuales en las uniones soldadas y grietas de soldadura.
Para lograr una conexión confiable entre el aluminio y el acero, es necesario superar la obstrucción de la conexión por la película de óxido en la superficie del aluminio y las aleaciones de aluminio, y prevenir o reducir los compuestos intermetálicos frágiles. en la interfaz entre la aleación de aluminio y el acero.
Datos ampliados
Las estructuras compuestas de aluminio y acero tienen las ventajas de alta resistencia, resistencia a la corrosión, peso ligero, etc., y han recibido una amplia atención en la industria aeroespacial, la construcción naval, la fabricación de automóviles y Otros campos y tienen buenas perspectivas de solicitud.
Las propiedades termofísicas del aluminio y del acero son muy diferentes, y la solubilidad sólida entre ellos es baja. Durante el proceso de conexión, la interacción entre los átomos de Al y Fe genera fácilmente compuestos intermetálicos frágiles de Al-Fe, lo que reduce las propiedades mecánicas de la unión y limita en gran medida la aplicación de estructuras compuestas heterogéneas de aluminio/acero en la producción industrial.
Para aumentar la humectabilidad y capacidad de extensión del aluminio líquido en la superficie del acero y controlar eficazmente el crecimiento de compuestos intermetálicos Al-Fe en la interfaz aluminio-acero, los académicos nacionales y extranjeros estudian principalmente la adición de aleaciones. Se obtienen elementos y revestimientos para uniones Aluminio-acero con buena forma y determinadas propiedades mecánicas.
Depositar una capa de transición en la superficie de la aleación de aluminio y el acero no solo puede prevenir la formación de compuestos intermetálicos frágiles de Fe-Al, sino que también garantiza que la soldadura esté completamente humedecida en las superficies de los dos metales. Para mejorar la velocidad de soldadura de uniones diferentes de aluminio y acero, reducir la temperatura de soldadura y reducir el número de fases compuestas duras y quebradizas, generalmente se seleccionan láminas o recubrimientos como Ag, Cu y Ni como capas de barrera.
Los compuestos intermetálicos formados en la interfaz de uniones soldadas aluminio-acero tienen una gran influencia en las propiedades mecánicas de las uniones soldadas. Por lo tanto, la composición de fases, el tipo, la distribución del tejido y el proceso de formación de compuestos intermetálicos en la interfaz de uniones soldadas aluminio-acero, así como el espesor de la capa del compuesto intermetálico, se estudian principalmente desde dos aspectos: adición de elementos de aleación y recubrimientos, para obtener una buena forma y cumplir con ciertos requisitos de propiedades mecánicas para uniones soldadas de aluminio y acero.
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