焊工技能培訓(xùn)：鋼與鋁及其合金的焊接
(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(tài)下能夠與鋁混合，形成有限固溶體，也會(huì)形成金屬間化合物，鋼中的碳也能與鋁形成化合物，但在固態(tài)下彼此幾乎不相溶。鋁和鐵在不同含量之間，可形成多種脆性的金屬間化合物，其中FeAls最脆。對(duì)鋼與鋁的熔接接頭的力學(xué)性能，包括顯微硬度都有明顯的影響。另外，由于鋼、鋁及其合金的熱物理性能差別也很大，因此使鋼與鋁的焊接性變差。
（2）鋼與鋁及其合金的焊接工藝
從上述鋼一鋁焊接性的分析看，鋼與鋁及其合金的降低，直接用熔焊工藝幾乎是不可能的。用一種熱物理性能介于鋼與侶之間，而又能與兩者冶金相溶的金屬或合金作為填充金屬來直接熔焊幾乎也是不可能的。在生產(chǎn)實(shí)踐中有涂覆層間接熔焊和中間過渡件間接熔焊法兩種。
1）涂覆層間接熔焊法在鋼與鋁焊接之前，先在鋼的表面預(yù)先涂覆一層或幾層能與某一適當(dāng)填充金屬冶金相熔的金屬，形成預(yù)涂覆層，然后用鎢極氬弧焊方法將涂有覆層的鋼與鋁熔焊在一起的方法。
通過實(shí)踐及試驗(yàn)證明：?jiǎn)我煌扛矊又荒茏龅椒乐够w金屬的氧化，而不能阻止金屬間化合物的產(chǎn)生，其接頭強(qiáng)度還是很低的。所以，要采用復(fù)合涂覆層進(jìn)行鋼與鋁的氬弧焊。
鍍層金屬材料很多，如Ni、Cu、Ag、Sn、Zn等。鍍層金屬材料不同，焊后結(jié)果也不同。Ni、Cu、Ag復(fù)合鍍層上易形成裂紋；Ni、Cu、Sn復(fù)合鍍層效果較好；Ni、Zn復(fù)合鍍層效果最好。
復(fù)合鍍層碳鋼與鋁及其合金的氬弧焊，就是在鋼一側(cè)先鍍一層銅或銀等金屬，然后再鍍一層鋅。焊接時(shí)鋅先熔化(因焊絲熔點(diǎn)比鋅高)，漂浮在液面上。而鋁在鋅層下與銅或銀鍍層發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)銅和或銀溶解于鋁中，可以形成較好的焊接接頭�？墒逛撘讳X焊接接頭強(qiáng)度提高到197~213MPa。
鋼件鍍層完后，便可對(duì)鋼、鋁的表面進(jìn)行處理。對(duì)鋁件的表面處理是用15%~20%的NaOH或KOH溶液侵蝕，以清除氧化膜，用清水沖洗干凈后，再在20%的HNO3中鈍化處理，沖洗干凈，待干后即可進(jìn)行氬弧焊。
焊接材料一一要選擇含硅量少的純鋁焊絲，可獲得成形優(yōu)質(zhì)的接頭。不宜用含鎂焊絲（LFS)，因它會(huì)強(qiáng)烈促進(jìn)金屬間化合物的增長(zhǎng)，保證不了焊縫接頭的強(qiáng)度。焊接方法——焊接時(shí)，工件與焊絲、鎢極的相對(duì)位置。為防鋼表面覆層過早燒損，焊第一道焊縫時(shí)，焊接電弧要始終保持在填充金屬上面；以后各道焊縫焊接，電弧應(yīng)保持在填充焊絲和已成形焊縫上，這樣可避免電弧直接作用于鍍層上。另外使電弧沿鋁側(cè)表面移動(dòng)而鋁焊絲沿鋼側(cè)移動(dòng)，使液態(tài)鋁漫流到復(fù)合鍍層的鋼的坡口表面，也可使鍍層不能過早燒損和失去作用。
焊接規(guī)范——鋼和鋁的氬弧焊使用交流電源，一是撞擊氧化膜并使其破碎，還能清除熔池表面的氧化膜，使熔化的焊縫金屬得到良好的熔合，焊接電流大小根據(jù)焊件厚度來選擇，一般板厚在3mm時(shí)，焊接電流為110~130A；6～8mm時(shí)，焊接電流為130~160A；9～10mm時(shí)，焊接電流為180～200A。
2)中間過渡件間接熔焊法。這種焊法就是在鋼鋁接頭中間放人一段預(yù)制的鋼鋁復(fù)合板，使其形成各自的接頭，即鋼一鋼和鋁-鋁接頭。然后采用常規(guī)的熔焊方法分別焊接兩端的同種金屬。焊接時(shí)要注意先焊收縮較大易于熱裂的鋁材接頭，然后再焊接鋼材焊接。
