De nombreuses industries nécessitent la jonction de matériaux métalliques différents pour des raisons structurelles, applicables ou économiques. La combinaison de différents métaux peut mieux profiter des meilleures propriétés de chaque métal. Par conséquent, avant de démarrer une opération de soudage, le soudeur doit déterminer les propriétés de chaque matériau, cela comprend le point de fusion du métal, l'expansion thermique, etc., puis choisissez le processus de soudage qui leur est adapté en fonction des caractéristiques du matériau.
Le soudage métallique différent fait référence au processus de soudage de deux matériaux différents ou plus (différents en composition chimique, structure ou performance métallographique) dans certaines conditions de processus. Dans le soudage de métaux différents, le plus courant est le soudage en acier différent, suivi d'un soudage métallique non ferreux différent. Lorsque les métaux différents sont soudés, une couche de transition avec différentes propriétés du métal de base sera produite. Étant donné que les métaux différents ont des différences significatives dans les propriétés élémentaires, les propriétés physiques et les propriétés chimiques, par rapport au soudage du même matériau, le soudage de matériaux différents est beaucoup plus compliqué dans la technologie de fonctionnement.
Quels sont les problèmes de soudage métallique différent?
1. Plus la différence entre les points de fusion des matériaux différents, plus il est difficile de souder.
En effet, lorsque le matériau à faible point de fusion atteint un état fondu, le matériau avec un point de fusion élevé est toujours à l'état solide. À l'heure actuelle, le matériau fondu est facile à pénétrer dans la limite des grains de la zone surchauffée, ce qui entraînera la perte de matériaux de point de fusion faible, des éléments en alliage brûlant ou évaporation. Rendre les articulations soudées difficiles à souder. Par exemple, lors du soudage du fer et du plomb (le point de fusion est très différent), non seulement les deux matériaux ne peuvent pas se dissoudre à l'état solide, mais ne peuvent pas non plus se dissoudre à l'état liquide. Le métal liquide est distribué en couches et cristallise séparément après refroidissement.
2. Plus la différence entre les coefficients d'expansion linéaire des matériaux différents, plus il est difficile de souder.
Un matériau avec un coefficient d'expansion linéaire plus grand a un taux d'expansion thermique plus important et un rétrécissement plus important lors du refroidissement, et une grande contrainte de soudage sera générée lorsque la piscine fondée se cristallise. Cette contrainte de soudage n'est pas facile à éliminer, entraînant une forte déformation de soudage. En raison des différents états de contrainte des matériaux des deux côtés de la soudure, il est facile de provoquer des fissures dans la soudure et la zone touchée par la chaleur, et même entraîner le pelage du métal de soudure et du métal de base.
3. Plus la différence de conductivité thermique et la capacité thermique spécifique des matériaux différents, plus il est difficile de souder.
La conductivité thermique et la capacité thermique spécifique du matériau détérioreront les conditions de cristallisation du métal de soudure, grossièrent gravement les grains et affectent la mouillabilité du métal réfractaire. Par conséquent, une forte source de chaleur doit être sélectionnée pour le soudage, et la position de la source de chaleur doit être biaisée vers le côté du métal de base avec une bonne conductivité thermique pendant le soudage.
4. Plus la différence électromagnétique entre les matériaux différents est grande, plus il est difficile de souder.
Parce que plus la différence dans les propriétés électromagnétiques du matériau du matériau, plus l'arc de soudage est instable et plus la soudure est pire.
5. Plus les composés intermétalliques se sont formés entre les matériaux différents, plus il est difficile de souder.
En raison de la fragilité élevée des composés intermétalliques, il est facile de provoquer des fissures ou même des fractures dans la soudure.
6. Plus l'oxydation des matériaux dissemblables est forte, plus il est difficile de souder.
Si le cuivre et l'aluminium sont soudés par le soudage de fusion, les oxydes de cuivre et d'aluminium sont facilement formés dans la piscine fondée. Pendant le refroidissement et la cristallisation, les oxydes présents aux joints de grains peuvent réduire la force de liaison intergranulaire.
7. Lorsque des matériaux différents sont soudés, il est difficile pour la couture de soudure et les deux métaux de base de répondre aux exigences de résistance égale.
En effet, les éléments métalliques avec des points de fusion faibles sont faciles à brûler et à évaporer pendant le soudage, ce qui modifie la composition chimique de la soudure et réduit les propriétés mécaniques, en particulier lors du soudage des métaux non ferreux différents.
Application de la technologie de soudage au laser dans le soudage métallique différent
1. Soudage au laser du cuivre et de l'acier
Le soudage en cuivre et en acier est un soudage de matériau différent. Le point de fusion, la conductivité thermique, le coefficient d'expansion linéaire et les propriétés mécaniques du cuivre et de l'acier sont très différents, ce qui n'est pas propice au soudage direct du cuivre et de l'acier. Sur la base des avantages du
soudage au laser, comme une densité d'énergie thermique élevée, un métal moins fondu, une zone étroite touchée par la chaleur, une qualité articulaire élevée et une efficacité de production élevée, le soudage au laser du cuivre et de l'acier est devenu le courant tendance de développement. Cependant, le taux d'absorption du cuivre pour la plupart des applications industrielles de la lumière laser est relativement faible, et le cuivre est sujet à des défauts tels que l'oxydation, les pores et les fissures pendant le processus de soudage. Le processus de soudage au laser des métaux différents et en acier basés sur des lasers multimode doit être développé.
2. Soudage au laser de l'aluminium et de l'acier
Les points de fusion de l'aluminium et de l'acier sont très différents et il est facile de former des matériaux différents de composé métallique. De plus, les alliages en aluminium et en acier ont les caractéristiques d'une réflectivité élevée et d'une conductivité thermique élevée, il est donc difficile de former des trous de clés dans le processus de soudage, et une densité d'énergie élevée est nécessaire pour le soudage. L'expérience a révélé qu'en contrôlant l'énergie laser et le temps d'action du matériau, l'épaisseur de la couche de réaction d'interface peut être réduite et la formation de la phase intermédiaire peut être contrôlée efficacement.
3. Magnésium-aluminium et magnésium-aluminium en alliage laser
L'aluminium et ses alliages présentent les avantages d'une bonne résistance à la corrosion, d'une résistance spécifique élevée, d'une bonne conductivité électrique et d'une conductivité thermique. Le magnésium est un métal non ferreux qui est plus léger que l'aluminium, et il a également une résistance spécifique et une rigidité spécifique et une bonne résistance aux chocs. Le principal problème du soudage du magnésium-aluminium est que le métal de base lui-même est extrêmement facile à oxyder, a une grande conductivité thermique, est sujet à des défauts de soudage tels que des fissures et des pores, et produit facilement des composés intermétalliques, ce qui réduit considérablement les propriétés mécaniques des propriétés mécaniques des propriétés mécaniques des propriétés mécaniques des propriétés mécaniques des propriétés mécaniques des propriétés mécaniques des propriétés mécaniques des propriétés mécaniques des l'articulation soudée.
Ce qui précède est l'application de soudage de la
machine de soudage au laser dans des matériaux métalliques différents. Le soudage au laser de matériaux métalliques différents est passé de l'acier différent aux métaux non ferreux et à leurs alliages, en particulier pour les alliages de magnésium-aluminium et les alliages de titane-aluminium. Le soudage au laser a fait des progrès et les articulations soudées avec une certaine profondeur de pénétration et une résistance ont été obtenues.
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