鋼、鋁及其合金的焊接技能

(1)鋼與鋁及其合金的焊接性

鋼中的鐵、錳、鉻、鎳等元素在液態時可與鋁混合形成有限固溶體，也可形成金屬間化合物。鋼中的碳也可以與鋁形成化合物，但它們在固態下幾乎不相容。溶解。不同含量的鋁和鐵之間，可形成多種脆性金屬間化合物，其中FeAls最為脆。

它對鋼和鋁焊接接頭的機械性能（包括顯微硬度）有重大影響。另外，由於鋼、鋁及其合金的熱物理性能也有很大差異，導致鋼和鋁的焊接性變差。

(2)鋼與鋁及其合金的焊接工藝

從上述鋼鋁焊接性能分析來看，透過直接熔焊來降低鋼鋁及其合金的減量幾乎是不可能的。

使用熱物理性能介於鋼和鋁之間且兩者冶金相容的金屬或合金作為直接焊接的填充金屬幾乎是不可能的。

在生產實務中，有塗層層間接熔焊和中間過渡件間接熔焊兩種方法。

1）塗層間接焊法鋼與鋁焊接前，用適當的填充金屬在鋼材表面預塗一層或數層能冶金熔合的金屬，形成預塗層，然後使用的鎢極氣體保護焊方法將塗層鋼焊接到鋁上的方法。

經實踐和測試證明：

單一的鍍層只能防止母材的氧化，而不能防止金屬間化合物的生成，其接合強度仍然很低。因此，鋼、鋁的氬弧焊應採用複合塗層進行。

鍍層的金屬材料很多，如Ni、Cu、Ag、Sn、Zn等。塗層金屬材料不同，焊接後的結果也不同。 Ni、Cu、Ag複合鍍層易產生裂痕； Ni、Cu、Sn複合鍍層較好； Ni、Zn複合鍍層效果最好。

複合鍍層碳鋼與鋁及其合金的氬弧焊是先在鋼面上鍍一層銅或銀等金屬，再鍍一層鋅。焊接時，鋅首先熔化（因為焊絲的熔點比鋅高），並浮在液面上。

鋁與鋅層下的銅或銀鍍層發生反應，同時銅和/或銀溶解在鋁中，可以形成更好的焊接接頭。可使鋼-鋁焊接接頭強度提高至197~213MPa。

鋼件塗裝後，可對鋼件、鋁件進行表面處理。鋁件表面處理用15%~20%NaOH或KOH溶液侵蝕去除氧化膜，用清水沖洗乾淨，然後在20%HNO3中鈍化，沖洗乾淨，乾燥後準備進行氬弧焊。

焊接材料－選用矽含量較少的純鋁焊絲，這樣可以獲得高品質的接頭。不宜使用含鎂焊絲（LFS），因為它會強烈促進金屬間化合物的生長，無法保證焊接接頭的強度。

焊接方法－焊接時工件、焊絲和鎢極的相對位置。

為了防止鋼材表面塗層過早燒毀，焊接第一道焊接時，焊接電弧應始終保持在填充金屬上；對於後續的焊縫，電弧應保持在填充焊絲和成形焊縫上，這樣可以避免電弧直接作用於塗層。

另外，電弧沿著鋁側表面移動，鋁焊絲沿著鋼側移動，使鋁液流向複合塗層鋼坡口表面，塗層不能過早燒毀而損失。

焊接規範－鋼、鋁的氬弧焊採用交流電源，一是擊打氧化膜並將其擊破，同時還可以去除熔池表面的氧化膜，使熔化的焊縫金屬能夠融合良好。

焊接電流根據銲接件的厚度選擇。一般板厚為3mm時，焊接電流為110-130A；當板厚為6-8mm時，焊接電流為130-160A；

2）中間過渡件間接熔焊法。這種焊接方法是將預製的鋼鋁複合板放在鋼鋁接頭中間，形成各自的接頭，即鋼鋼接頭和鋁鋁接頭。然後用常規的熔焊方法將兩端相同的金屬分別焊接起來。

焊接時注意先焊收縮大、易熱裂的鋁接頭，再焊鋼接頭。