Pes vs. kočka: Jak svařovat hliník a ocel? Svarcom
Otázka, jak svařovat hliník a ocel, může zmást téměř každého svářeče. Potíže s těmito dvěma kovy jsou způsobeny jejich odlišnými fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Pojďme společně zjistit, proč se to děje a proč je proces takového svařování někdy přirovnáván ke vztahu dvorního psa s kočkou.
Co způsobuje problém?
Svařování hliníku a oceli je obtížné z různých důvodů, včetně:
– velký rozdíl v teplotách, při kterých se každý z těchto kovů taví;
— ostrá tepelná napětí na rozhraní hliníku a oceli v důsledku rozdílných tepelných kapacit;
— výskyt oxidovaných vměstků ve svarovém švu v důsledku oxidového filmu, který se obtížně taví;
— vznik křehkých intermetalických sloučenin.
Jaké druhy svařování lze použít?
Pro svařování hliníku a oceli se používá několik typů svařování:
svařování v argonovém prostředí; ultrazvukové, studené, difuzně-vakuové, kontaktní.
Nejčastěji používanou metodou je svařování argonovým obloukem s netavitelnou elektrodou.
Předběžná příprava
Proces předběžné přípravy zahrnuje několik fází. Nejprve se hrany oříznou pod úhlem 70°, poté se kovy očistí kartáčem, brusným kotoučem nebo pískováním. Poté se svařované díly odmastí a důkladně omyjí. Po vysušení je velmi vhodné hliník a ocel namořit kyselinou sírovou, znovu je omýt a usušit.
Dalším krokem je tavidlo (1 díl KF a 1 díl KCl). Poté se na ocelové hrany galvanicky nebo žárově nanese kompatibilní kov nebo kombinace kovů, jako je zinek a měď. Umožňují dosáhnout svaru přijatelné kvality. Za zmínku stojí, že zinek se nejčastěji používá jako aktivační povlak, protože podporuje lepší tok hliníku.
Schéma svařování argonovým obloukem: 1 hliník nebo slitina tohoto kovu; 2 kombinovaný nebo zinkový povlak; 3 ocel; 4 přídavný kov
Vezměte prosím na vědomí, že pro dosažení vysoce kvalitního svaru není přípustné používat k nanášení intermetalické vrstvy metalizaci elektrickým obloukem. Jinak mezivrstva oxiduje a svar bude nakonec křehký a nevzhledný.
Při galvanickém nanášení zinku (jako povlak) by jeho tloušťka měla být alespoň 0,03 – 0,04 mm. Metoda žárového zinkování vyžaduje o něco větší tloušťku Zn – 0,06 – 0,09 mm. Kromě toho je velmi žádoucí ocel hliníkovat. Tato technologie spočívá v nanášení 0.5-1.5 mm silné vrstvy hliníku na okraje ocelového svařovaného dílu během tavidlování. Alternativně lze hliníkové kuličky nanést na samotnou ocel.
U austenitických ocelí se hliníkování provádí po mechanickém očištění kartáčem nebo pískováním, po kterém již není nutné používat tavidlo. Optimální teplotní režim pro hliníkování je 750 – 800 °C a doba výdrže je až 5 minut. Délka procesu závisí na velikosti dílu. Jako možnost hliníkování hran ocelových dílů je možné použít vysokofrekvenční proudy.
Jak svařovat hliník s ocelí pomocí argonového obloukového svařování – vlastnosti procesu
Pokud porovnáme konvenční argonové svařování hliníku se svařováním tohoto kovu s ocelí, měli bychom věnovat pozornost svařovacímu oblouku. V druhém případě na začátku prvního svařování – na přídavné tyči a během svařovacího procesu – na přídavné tyči a výsledné housence. To je dáno potřebou zabránit spálení zinku, ke kterému může dojít při delším tepelném vystavení svařovacího oblouku ocelovému povrchu.
Oblouk by měl být zapálen nad okrajem ve vzdálenosti 1-2 mm, tj. odpovídat průměru wolframové elektrody. Po objevení prvního válečku se oblouk znovu zapálí (po krátké přestávce) na hliníkovém válečku. Při tupém svařování se oblouk vede podél okraje hliníkové součásti a přídavný kov se vede podél okraje ocelové součásti. Díky těmto akcím tekutý hliník teče na povrch pozinkované nebo hliníkované oceli.
V závislosti na typu spoje je důležité dodržovat pořadí housenek ve svarovém spoji na jeho přední a zadní straně. To umožní dosáhnout potřebného překrytí. Je třeba věnovat pozornost rychlosti svařování, která určuje dobu procesu spojování tekutého hliníku s ocelovou částí součásti. Jinými slovy, tento parametr určuje požadovanou tloušťku a vlastně i stabilitu mezivrstvy kovu. Pro úplně první vrstvy je požadovaná rychlost nanášení svaru 7-10 m/h, poté 12-15 m/h.
Celkový
Svařování hliníku a oceli se často používá v radioelektronice, leteckém průmyslu a při výrobě domácích spotřebičů. Spojení takových různých materiálů umožňuje konstrukčním prvkům a dílům kombinovat výhody těchto dvou kovů. Pro dosažení svaru požadované kvality je nutné provést vhodnou předběžnou přípravu, použít přechodově kompatibilní kovy (nebo jejich kombinace) a dodržovat svařovací technologii. Proto jsme zhodnotili hlavní body, které nám umožňují odpovědět na otázku: „Jak svařovat hliník a ocel v dílně.“