学习钢、铝及其合金的P+T焊接知识

  （1） 钢与铝及其合金的P+T焊接性

  钢中的铁、锰、铬、镍和其他元素可以在液态下与铝混合，形成有限的固溶体和金属间化合物。钢中的碳也可以与铝形成化合物，但它们在固态下几乎不互溶。铝和铁可以在不同含量之间形成多种脆性金属间化合物，其中feals为脆性。它对钢与铝熔合接头的机械性能（包括显微硬度）有明显的影响。此外由于钢、铝及其合金的热物理性能也有很大差异，钢和铝的可焊性变差。

  （2） 钢、铝及其合金的P+T焊接技术

  从以上对钢铝焊接性的分析来看，几乎不可能直接使用熔焊工艺来还原钢、铝及其合金。几乎不可能使用热物理性能介于钢和钢之间且可与它们冶金混溶的金属或合金作为直接熔焊的填充金属。在生产实践中，有两种方法：涂层间接熔焊和中间过渡部分间接熔焊。

  涂层间接熔焊方法在焊接钢和铝之前，在钢表面涂覆一层或多层可与合适填充金属进行冶金熔合的金属，以形成预涂层，然后通过钨极氩弧焊将涂层钢和铝熔合并焊接在一起。

  实践和试验表明，单一涂层只能防止母材的氧化，但不能防止金属间化合物的生成，接头强度仍然很低。因此钢和铝的氩弧焊应采用复合涂层。涂层金属材料很多，如镍、铜、银、锡、锌等。不同的涂层金属材料焊接后的结果不同。镍、铜、银复合镀层易形成裂纹；Ni、Cu、Sn复合镀层效果良好；镍锌复合镀层效果比较好。

  复合涂层碳钢、铝及其合金的氩弧焊是先在钢的一侧涂覆一层铜或银，然后再涂覆一层锌。焊接时，锌首先熔化（因为焊丝的熔点高于锌），并浮在液位上。铝与锌层下的铜或银涂层发生反应，铜或银溶解在铝中，可形成更好的焊接接头。钢铝焊接接头的强度可提高到197～213mpa。

  钢制零件涂层后，可对钢和铝的表面进行处理。铝件表面处理采用15%～20%NaOH或KOH溶液腐蚀去除氧化膜，用清水冲洗，20%HNO3钝化，冲洗，干燥后进行氩弧焊。

P+T焊接材料-应选择低硅含量的纯铝焊丝，以获得成型的高质量接头。不应使用含镁焊丝（LFS），因为它会强烈促进金属间化合物的生长，并且不能确保焊接接头的强度。P+T焊接方法-焊接过程中工件、焊丝和钨电极的相对位置。为防止钢表面涂层过早燃烧，焊接一道焊缝时，焊接电弧应始终保持在填充金属上；对于每个焊缝的后续焊接，电弧应保持在填充焊丝和成型焊缝上，以避免电弧对涂层的直接作用。此外，电弧沿铝侧表面移动，铝焊丝沿钢侧移动，使液态铝扩散到复合涂层的钢槽表面，也可防止涂层燃烧和过早失去功能。