Per motius estructurals, d'aplicació o econòmics, moltes indústries necessiten unir diferents materials metàl·lics. Combinant diferents metalls és possible aprofitar millor les millors propietats de cada metall. Per tant, abans d'iniciar qualsevol operació de soldadura, el soldador ha de determinar les propietats de cada material, que inclouen el punt de fusió del metall, l'expansió tèrmica, etc. A continuació, es selecciona el procés de soldadura per adaptar-s'hi segons les propietats del material.
La soldadura de metalls diferents és el procés de soldar dos o més materials diferents (diferents en composició química, organització o propietats metal·lúrgiques, etc.) en determinades condicions del procés. En la soldadura de metalls diferents, la més habitual és la soldadura d'acers diferents, seguida de la soldadura de metalls no fèrrics diferents. Quan es solden metalls diferents, es produeix una capa de transició amb propietats diferents del material original. A causa de les diferències significatives en propietats elementals, propietats físiques i propietats químiques de metalls diferents, la soldadura de materials diferents és molt més complexa tècnicament que la soldadura de materials diferents.
Quins són els problemes de la soldadura de metalls diferents?
1. Com més gran sigui la diferència en el punt de fusió de materials diferents, més difícil serà la soldadura.
Això es deu al fet que el baix punt de fusió del material arriba a l'estat de fusió, el punt de fusió alt del material encara es troba en estat sòlid, quan el material fos és fàcil de penetrar als límits del gra de la zona sobreescalfada, cosa que pot provocar la pèrdua. de materials de baix punt de fusió, elements d'aliatge cremats o evaporats, dificultant la soldadura de la unió. Per exemple, quan es solda ferro i plom (diferència de punt de fusió), no només els dos materials en estat sòlid no es poden dissoldre mútuament, sinó que també en estat líquid no es poden dissoldre mútuament, el metall líquid es distribueix en capes i després de refredar cada cristal·lització per separat.
2. Com més gran sigui la diferència en el coeficient d'expansió lineal de materials diferents, més difícil serà la soldadura.
Com més gran sigui el coeficient d'expansió lineal del material, més gran serà la velocitat d'expansió tèrmica, més gran serà la contracció durant el refredament, la cristal·lització de la piscina de fusió produirà una gran tensió de soldadura. Aquesta tensió de soldadura no és fàcil d'eliminar, el resultat produirà una gran deformació de soldadura. Com que el material d'ambdós costats de la soldadura està sotmès a diferents estats de tensió, condueix fàcilment a esquerdes a la soldadura i a la zona afectada per la calor, i fins i tot condueix a la separació del metall de la soldadura i del material base.
3. Com més gran sigui la diferència de conductivitat tèrmica i capacitat calorífica específica de materials diferents, més difícil serà la soldadura.
La conductivitat tèrmica i la capacitat tèrmica específica del material faran que les condicions de cristal·lització del metall de soldadura es deteriorin, els grans s'engreixin seriosament i afectin les propietats d'humectació dels metalls refractaris. Per tant, s'ha de seleccionar una font de calor forta per a la soldadura, la ubicació de la font de calor s'ha d'orientar cap al costat del material base amb una bona conductivitat tèrmica durant la soldadura.
4. Com més gran sigui la diferència entre les propietats electromagnètiques de materials diferents, més difícil serà la soldadura.
Perquè com més gran sigui la diferència d'electromagnetisme del material, com més inestable sigui l'arc de soldadura, pitjor serà la soldadura.
5. Com més compostos intermetàl·lics es formen entre materials diferents, més difícil serà la soldadura.
Com que els compostos intermetàl·lics tenen una major fragilitat, condueixen fàcilment a esquerdes i fins i tot fractures a la soldadura.
6. Com més forta sigui l'oxidació de materials diferents, més difícil serà la soldadura.
Si soldeu coure i alumini amb el mètode de soldadura per fusió, la piscina de fusió és molt fàcil de formar òxids de coure i alumini. Quan es refreda la cristal·lització, la presència d'òxids als límits del gra pot fer que la força d'enllaç intergranular es redueixi.
7. Quan es solden materials diferents, la soldadura i els dos metalls bàsics són difícils d'aconseguir els requisits d'igual resistència.
Això es deu al baix punt de fusió dels elements metàl·lics fàcilment cremats i evaporats durant la soldadura, donant lloc a canvis en la composició química de la soldadura, propietats mecàniques reduïdes, especialment quan es solden metalls no fèrrics diferents més significatius.
L'aplicació de la tecnologia de soldadura làser per a la soldadura de metalls diferents
1. Soldadura làser de coure i acer
La soldadura de coure i acer és típica de la soldadura de materials diferents. El punt de fusió, la conductivitat tèrmica, el coeficient d'expansió lineal i les propietats mecàniques del coure i l'acer són molt diferents, cosa que no afavoreix la soldadura directa de coure i acer. La soldadura làser de coure i acer s'ha convertit en la tendència de desenvolupament actual basada en els avantatges de l'alta densitat d'energia tèrmica, poca quantitat de metall fos, zona estreta afectada per la calor, alta qualitat de la junta i alta productivitat de la soldadura làser. Tanmateix, la taxa d'absorció del coure per a la majoria d'aplicacions industrials és relativament baixa, i el coure també és propens a defectes com l'oxidació, la porositat i l'esquerda durant el procés de soldadura. Basat en el procés de soldadura làser multimode de coure i metalls d'acer diferents per desenvolupar-se.
2. Soldadura làser d'alumini i acer
Alumini, diferència de punt de fusió d'acer, peces metàl·liques fàcils de formar compostes de materials diferents i alumini, aliatge d'acer amb característiques d'alta reflectivitat i alta conductivitat tèrmica, és difícil formar un forat en el procés de soldadura, la soldadura requereix una alta densitat d'energia . Els experiments van trobar que controlant l'energia del làser i el temps d'acció del material, es pot reduir el gruix de la capa de reacció de la interfície, controlar eficaçment la generació de fases intermèdies.
3. Soldadura làser d'alumini de magnesi i d'aliatge d'alumini de magnesi
L'alumini i els seus aliatges tenen una bona resistència a la corrosió, una alta resistència específica, una bona conductivitat elèctrica i tèrmica i altres avantatges. El magnesi és més lleuger que l'alumini, un metall no fèrric, també té una alta resistència i rigidesa específiques i una bona capacitat sísmica. El principal problema de la soldadura de magnesi i alumini és que el material base en si és molt fàcil d'oxidar, coeficient de transferència de calor, fàcil de produir esquerdes i porus i altres defectes de soldadura, i molt fàcil de produir compostos intermetàl·lics, que redueix significativament les propietats mecàniques de juntes soldades.
