铝和钢可以焊接吗?
铝合金具有密度低、耐腐蚀性好、导电性和导热性高等优良特性。用铝合金代替钢材会大大降低焊接结构的质量。钢具有良好的焊接性和力学性能,铝-钢焊接结构已广泛应用于汽车、船舶制造等行业。
铝的熔点为660℃,比钢低700-900℃。焊接时,熔点低的铝先熔化,而钢还没有熔化。由于铝和钢的密度差很大,熔池中的铝会浮在钢上,冷却后会造成焊缝成分不均匀。铝和钢的线膨胀系数差异较大,会导致焊接接头残余应力较大,产生焊接裂纹。
为了实现铝与钢的可靠连接,必须克服铝及铝合金表面的氧化膜对连接的阻碍,防止或减少铝合金与钢界面上的脆性金属间化合物。
扩展数据
铝-钢复合结构具有强度高、耐腐蚀、重量轻等优点,在航空航天、造船、汽车制造等领域受到广泛关注,具有良好的应用前景。
铝和钢的热物理性质差异很大,两者之间的固溶度较低。在连接过程中,Al和Fe原子之间的相互作用容易生成脆性的Al-Fe金属间化合物,降低了接头的力学性能,极大地限制了铝/钢异质复合结构在工业生产中的应用。
为了增加铝液在钢表面的润湿性和铺展性,有效控制铝-钢界面Al-Fe金属间化合物的生长,国内外学者主要研究添加合金元素和涂层,以获得具有良好形状和一定力学性能的铝-钢接头。
在铝合金和钢表面沉积过渡层不仅可以防止Fe-Al脆性金属间化合物的形成,而且可以保证钎料在两种金属表面充分润湿。为了提高铝-钢异种接头的焊接率,降低焊接温度,减少脆硬复合相的数量,通常选择Ag、Cu、Ni等箔或涂层作为阻挡层。
铝-钢焊接接头界面形成的金属间化合物对焊接接头的力学性能有很大影响。因此,主要从添加合金元素和涂层两个方面研究铝-钢焊接接头界面金属间化合物的相组成、种类、组织分布和形成过程,以及金属间化合物层的厚度,以获得形状良好且满足一定力学性能要求的铝-钢焊接接头。
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