复合镀层碳钢与铝及其合金的氩弧焊,就是在钢一侧先镀一层铜或银等金属,然后再镀一层锌。焊接时锌先熔化(因焊丝熔点比锌高),漂浮在液面上。而铝在锌层下与铜或银镀层发生反应,同时铜和或银溶解于铝中,可以形成较好的焊接接头。可使钢一铝焊接接头强度提高到197~213MPa。
焊接规范——钢和铝的氩弧焊使用交流电源,一是撞击氧化膜并使其破碎,还能清除熔池表面的氧化膜,使熔化的焊缝金属得到良好的熔合,焊接电流大小根据焊件厚度来选择,一般板厚在3mm时,焊接电流为110~130A;6~8mm时,焊接电流为130~160A;9~10mm时,焊接电流为180~200A。
由于钢的熔点比铝及铝合金的熔点高得多,当铝及铝合金完全熔化时,钢仍处于固态,此时铝及铝合金熔化后表面会形成一层熔点很高的氧化物(Al2O3), 直接妨碍与钢的熔合,并且铝及其合金中铁的含量达到1.8%时,会形成硬而脆的Al + FeAl3共晶体,随着铁含量的增加和温度升高,不可避免地产生脆性的金属化合物,而大大降低了铝及铝合金的塑性,使焊缝变脆。所以采用熔焊的方法无法使钢与铝及铝合金可靠焊接在一起,通常可以采用摩擦焊和楔焊方法进行钢与铝及铝合金的焊接。
硬质合金与钢的焊接广泛用于机械加工的刀具、刃具、钻采工具和以耐磨作为主要性能的各种零部件,可以节省大量的贵重金属,降低生产成本提高零部件的使用寿命。硬质合金含有较高含量的碳化物和合金元素,虽然可以进行焊接加工,但焊接时容易出现淬硬组织和裂纹,采取有效的工艺措施,才能获得满意的焊接接头。常用的焊接方法有氧-乙炔火焰钎焊、真空钎焊、电弧焊、惰性气体保护焊、摩擦焊、等离子弧焊、真空扩散焊和电子束焊等。尤其是钎焊成为了硬质合金与钢焊接的主要方法。
在其他条件一定的情况下,提高电弧电压,电弧功率相应增加,焊件输入的热量有所增加。但是电弧电压增加是通过增加电弧长来实现的,电弧长度增加使得电弧热源半径增大,电弧散热增加,输入焊件的能量密度减小,因此熔深略有减小而熔深增大。同时,由于焊接电流不变,焊丝的熔化量基本不变,使得焊缝余高减小。
焊缝熔深与焊接电流有关,也与材料的导热性能和容积热容有关。
材料的导热性能越好、容积热容越大,则熔化单位体积金属及升高同样的温度所需的热量也就越多,因此在焊接电流等其他条件一定的情况下,熔深和熔宽就减小。
材料的密度或液体粘度越大,则电弧对液体熔池金属的排开越困难,熔深也越浅。焊件的厚度影响焊件内部热量的传导,其他条件相同时,焊件厚度增加,散热加大,熔宽和熔深都减小。