钢、铝及其合金的焊接技能

(1)钢与铝及其合金的焊接性

钢中的铁、锰、铬、镍等元素在液态时可与铝混合形成有限固溶体，也可形成金属间化合物。钢中的碳也可以与铝形成化合物，但它们在固态下几乎不相容。溶解。不同含量的铝和铁之间，可形成多种脆性金属间化合物，其中以FeAls最为脆。

它对钢和铝焊接接头的机械性能（包括显微硬度）有重大影响。另外，由于钢、铝及其合金的热物理性能也有很大差异，导致钢和铝的焊接性变差。

(2)钢与铝及其合金的焊接工艺

从上述钢铝焊接性能分析来看，通过直接熔焊来降低钢铝及其合金的减量几乎是不可能的。

使用热物理性能介于钢和铝之间且两者冶金相容的金属或合金作为直接焊接的填充金属几乎是不可能的。

在生产实践中，有涂层层间接熔焊和中间过渡件间接熔焊两种方法。

1）涂层间接焊法钢与铝焊接前，用适当的填充金属在钢材表面预涂一层或数层能冶金熔合的金属，形成预涂层，然后使用的钨极气体保护焊方法 将涂层钢焊接到铝上的方法。

经实践和测试证明：

单一的镀层只能防止母材的氧化，而不能防止金属间化合物的生成，其接头强度仍然很低。因此，钢、铝的氩弧焊应采用复合涂层进行。

镀层的金属材料有很多，如Ni、Cu、Ag、Sn、Zn等。涂层金属材料不同，焊接后的结果也不同。 Ni、Cu、Ag复合镀层易产生裂纹； Ni、Cu、Sn复合镀层较好； Ni、Zn复合镀层效果最好。

复合镀层碳钢与铝及其合金的氩弧焊是先在钢面上镀一层铜或银等金属，然后再镀一层锌。焊接时，锌首先熔化（因为焊丝的熔点比锌高），并浮在液面上。

铝与锌层下的铜或银镀层发生反应，同时铜和/或银溶解在铝中，可以形成更好的焊接接头。可使钢-铝焊接接头强度提高至197~213MPa。

钢件涂装后，可对钢件、铝件进行表面处理。铝件表面处理用15%~20%NaOH或KOH溶液侵蚀去除氧化膜，用清水冲洗干净，然后在20%HNO3中钝化，冲洗干净，干燥后准备进行氩弧焊。

焊接材料——选用硅含量较少的纯铝焊丝，这样可以获得高质量的接头。不宜使用含镁焊丝（LFS），因为它会强烈促进金属间化合物的生长，不能保证焊接接头的强度。

焊接方法——焊接时工件、焊丝和钨极的相对位置。

为了防止钢材表面涂层过早烧毁，焊接第一道焊缝时，焊接电弧应始终保持在填充金属上；对于后续的焊缝，电弧应保持在填充焊丝和成形焊缝上，这样可以避免电弧直接作用于涂层。

另外，电弧沿铝侧表面移动，铝焊丝沿钢侧移动，使铝液流向复合涂层钢坡口表面，涂层不能过早烧毁而损失。它的作用。

焊接规范——钢、铝的氩弧焊采用交流电源，一是击打氧化膜并将其击破，同时还可以去除熔池表面的氧化膜，使熔化的焊缝金属能够融合良好。

焊接电流根据焊件的厚度选择。一般板厚为3mm时，焊接电流为110-130A；当板厚为6-8mm时，焊接电流为130-160A；

2）中间过渡件间接熔焊方法。这种焊接方法是将预制好的钢铝复合板放在钢铝接头中间，形成各自的接头，即钢钢接头和铝铝接头。然后用常规的熔焊方法将两端相同的金属分别焊接起来。

焊接时注意先焊收缩大、易热裂的铝接头，再焊钢接头。