Compétences en soudage de l'acier et de l'aluminium et de ses alliages

(1) Soudabilité de l'acier et de l'aluminium et de ses alliages

Le fer, le manganèse, le chrome, le nickel et d'autres éléments de l'acier peuvent se mélanger à l'aluminium à l'état liquide pour former une solution solide limitée et également former des composés intermétalliques. Le carbone présent dans l’acier peut également former des composés avec l’aluminium, mais ils sont presque incompatibles entre eux à l’état solide. dissoudre. Entre les différentes teneurs en aluminium et en fer, une variété de composés intermétalliques fragiles peuvent se former, parmi lesquels FeAls est le plus fragile.

Il a un impact significatif sur les propriétés mécaniques des joints soudés de l’acier et de l’aluminium, notamment sur la microdureté. De plus, les propriétés thermophysiques de l'acier, de l'aluminium et de leurs alliages étant également très différentes, la soudabilité de l'acier et de l'aluminium s'en trouve détériorée.

(2) Procédé de soudage de l'acier et de l'aluminium et de ses alliages

D’après l’analyse mentionnée ci-dessus de la soudabilité acier-aluminium, il est presque impossible de réduire la réduction de l’acier, de l’aluminium et de ses alliages par soudage par fusion directe.

Il est quasiment impossible d'utiliser un métal ou un alliage dont les propriétés thermophysiques se situent entre l'acier et l'aluminium et qui puisse être métallurgiquement compatible avec les deux comme métal d'apport pour le soudage direct.

Dans la pratique de production, il existe deux méthodes : le soudage par fusion indirecte de la couche de revêtement et le soudage par fusion indirecte des pièces de transition intermédiaires.

1) Méthode de soudage indirect de la couche de revêtement Avant le soudage de l'acier et de l'aluminium, une ou plusieurs couches de métal pouvant être fusionnées métallurgiquement avec un métal d'apport approprié sont pré-enduites sur la surface de l'acier pour former une couche de pré-revêtement, puis Méthode de soudage à l'arc au gaz tungstène utilisée Méthode de soudage de l'acier revêtu sur l'aluminium.

Prouvé par la pratique et les tests :

Une seule couche de revêtement peut uniquement empêcher l’oxydation du métal de base, mais ne peut pas empêcher la génération de composés intermétalliques, et la résistance de ses joints est encore très faible. Par conséquent, le soudage à l'arc sous argon de l'acier et de l'aluminium doit être effectué avec un revêtement composite.

Il existe de nombreux matériaux métalliques pour le revêtement, tels que Ni, Cu, Ag, Sn, Zn, etc. Le matériau métallique du revêtement est différent et le résultat après soudage est également différent. Des fissures se forment facilement sur les revêtements composites Ni, Cu, Ag ; Le revêtement composite Ni, Cu, Sn est meilleur ; Le revêtement composite Ni, Zn a le meilleur effet.

Le soudage à l'arc sous argon de l'acier au carbone à revêtement composite et de l'aluminium et de ses alliages consiste à recouvrir d'abord une couche de métal tel que du cuivre ou de l'argent sur la face acier, puis à recouvrir une couche de zinc. Lors du soudage, le zinc fond en premier (car le point de fusion du fil de soudure est supérieur à celui du zinc) et flotte à la surface du liquide.

L'aluminium réagit avec le placage de cuivre ou d'argent sous la couche de zinc, et en même temps le cuivre et/ou l'argent se dissolvent dans l'aluminium, ce qui peut former un meilleur joint soudé. Il peut augmenter la résistance des joints soudés acier-aluminium jusqu'à 197 ~ 213 MPa.

Une fois les pièces en acier revêtues, la surface de l'acier et de l'aluminium peut être traitée. Le traitement de surface des pièces en aluminium est érodé avec une solution de NaOH ou de KOH à 15 % ~ 20 % pour éliminer le film d'oxyde, rincé à l'eau propre, puis passivé dans 20 % de HNO3, rincé et prêt à sécher. Effectuez un soudage à l'arc sous argon.

Matériaux de soudage – choisissez du fil de soudage en aluminium pur avec moins de silicium, afin d'obtenir des joints de haute qualité. Il n'est pas approprié d'utiliser du fil de soudage contenant du magnésium (LFS), car il favoriserait fortement la croissance de composés intermétalliques et ne pourrait pas garantir la solidité du joint soudé.

Méthode de soudage – la position relative de la pièce, du fil de soudage et de l'électrode en tungstène pendant le soudage.

Afin d'éviter une brûlure prématurée du revêtement de surface en acier, lors du soudage de la première soudure, l'arc de soudage doit toujours être maintenu sur le métal d'apport ; pour les soudures ultérieures, l'arc doit être maintenu sur le fil d'apport et sur la soudure formée, afin d'éviter que l'arc n'agisse directement sur le revêtement.

De plus, l'arc se déplace le long de la surface du côté aluminium et le fil de soudage en aluminium se déplace le long du côté acier, de sorte que l'aluminium liquide s'écoule vers la surface de la rainure de l'acier à revêtement composite, et le revêtement ne peut pas être brûlé prématurément et perdre son effet.

Spécifications de soudage – le soudage à l'arc sous argon de l'acier et de l'aluminium utilise une alimentation secteur, l'une consiste à frapper le film d'oxyde et à le briser, et il peut également retirer le film d'oxyde à la surface du bain en fusion, de sorte que le métal fondu puisse être bien fusionné.

Le courant de soudage est choisi en fonction de l'épaisseur de la soudure. Généralement, lorsque l'épaisseur de la plaque est de 3 mm, le courant de soudage est de 110 à 130 A ; lorsque l'épaisseur de la plaque est de 6 à 8 mm, le courant de soudage est de 130 à 160 A ;

2) Méthode de soudage par fusion indirecte pour les pièces de transition intermédiaires. Cette méthode de soudage consiste à placer un panneau composite acier-aluminium préfabriqué au milieu du joint acier-aluminium pour former leurs propres joints, c'est-à-dire des joints acier-acier et aluminium-aluminium. Utilisez ensuite la méthode de soudage par fusion conventionnelle pour souder le même métal aux deux extrémités respectivement.

Lors du soudage, faites d'abord attention au soudage des joints en aluminium présentant un retrait important et une fissuration thermique facile, puis au soudage des joints en acier.