Yapısal, uygulama veya ekonomik nedenlerle, birçok endüstrinin farklı metal malzemeleri birleştirme ihtiyacı vardır. Farklı metalleri birleştirerek, her metalin en iyi özelliklerini daha iyi kullanmak mümkündür. Bu nedenle, herhangi bir kaynak işlemine başlamadan önce kaynakçı, metalin erime noktası, termal genleşme vb. dahil olmak üzere her malzemenin özelliklerini belirlemelidir. Daha sonra kaynak işlemi, malzeme özelliklerine göre kendilerine uyacak şekilde seçilir.
Farklı metal kaynağı, belirli işlem koşulları altında iki veya daha fazla farklı malzemenin (kimyasal bileşim, metalurjik organizasyon veya özellikler vb. bakımından farklı) kaynaklanması işlemidir. Farklı metallerin kaynağında, en yaygın olanı farklı çeliklerin kaynağı, ardından farklı demir dışı metallerin kaynağı gelir. Farklı metaller kaynatıldığında, ana malzemeden farklı özelliklere sahip bir geçiş tabakası üretilir. Benzer olmayan metallerin temel özellikleri, fiziksel özellikleri ve kimyasal özelliklerindeki önemli farklılıklar nedeniyle, benzer olmayan malzemelerin kaynağı teknik olarak benzer olmayan malzemelerin kaynağından çok daha karmaşıktır.
Benzer olmayan metallerin kaynağının sorunları nelerdir?
1. Farklı malzemelerin erime noktasındaki fark ne kadar büyükse, kaynak yapmak o kadar zor olur.
Bunun nedeni, malzemenin düşük erime noktasının erime durumuna ulaşması, malzemenin yüksek erime noktasının hala katı halde olmasıdır, erimiş malzemenin aşırı ısıtılmış bölgenin tane sınırlarına kolayca nüfuz etmesi, bu da kayba neden olabilir. Düşük erime noktalı malzemelerin alaşım elementleri yandı veya buharlaştı, bu da bağlantının kaynaklanmasını zorlaştırdı. Örneğin, demir ve kurşunu kaynak yaparken (erime noktası farkı), yalnızca katı haldeki iki malzeme birbirini çözemez, aynı zamanda sıvı halde de birbirini çözemez, sıvı metal katmanlar halinde dağılır ve her ayrı kristalleşme soğutulduktan sonra.
2. Benzer olmayan malzemelerin doğrusal genleşme katsayısındaki fark ne kadar büyükse, kaynak yapmak o kadar zor olur.
Malzemenin lineer genleşme katsayısı ne kadar büyükse, termal genleşme oranı o kadar yüksek, soğuma sırasındaki büzülme o kadar büyük, eriyik havuzu kristalleşmesi büyük bir kaynak gerilimi üretecektir. Bu kaynak geriliminin ortadan kaldırılması kolay değildir, sonuç olarak büyük bir kaynak deformasyonu meydana gelir. Kaynağın her iki tarafındaki malzeme farklı gerilim durumlarına maruz kaldığından kaynak yerinde ve ısıdan etkilenen bölgede kolaylıkla çatlaklara ve hatta kaynak metali ile ana malzemenin sıyrılmasına neden olur.
3. Farklı malzemelerin termal iletkenliği ve özgül ısı kapasitesindeki fark ne kadar büyükse, kaynak yapmak o kadar zor olur.
Malzemenin ısıl iletkenliği ve özgül ısı kapasitesi, kaynak metali kristalleşme koşullarının bozulmasına, tanelerin ciddi şekilde irileşmesine ve refrakter metallerin ıslanma özelliklerini etkilemesine neden olacaktır. Bu nedenle, kaynak için güçlü bir ısı kaynağı seçilmeli, kaynak yapılırken ısı kaynağının konumu, ana malzemenin iyi ısıl iletkenliği olan tarafına doğru bastırılmalıdır.
4. Farklı malzemelerin elektromanyetik özellikleri arasındaki fark ne kadar büyükse, kaynak yapmak o kadar zor olur.
Malzemenin elektromanyetizması arasındaki fark ne kadar büyükse, kaynak arkı o kadar kararsızdır ve kaynak o kadar kötüdür.
5. Benzer olmayan malzemeler arasında ne kadar intermetalik bileşik oluşursa, kaynak yapmak o kadar zor olur.
Metaller arası bileşikler daha fazla kırılganlığa sahip olduklarından, kaynakta kolayca çatlaklara ve hatta kırılmalara neden olurlar.
6. Benzer olmayan malzemelerin oksidasyonu ne kadar güçlüyse, kaynak yapmak o kadar zor olur.
Bakır ve alüminyumun ergitme kaynak yöntemiyle kaynatılması halinde, eriyik havuzunda bakır ve alüminyum oksitlerin oluşması çok kolaydır. Kristalleşmeyi soğuturken, tane sınırlarında oksitlerin varlığı, taneler arası bağlanma kuvvetinin azalmasına neden olabilir.
7. Farklı malzemeleri kaynak yaparken, kaynak ve iki ana metalin eşit mukavemet gereksinimlerini karşılaması zordur.
Bunun nedeni, metal elemanların erime noktasının düşük olması nedeniyle kaynak sırasında kolayca yanarak buharlaşarak kaynağın kimyasal bileşiminde değişikliklere neden olur, mekanik özelliklerde azalma, özellikle farklı demir dışı metallerin kaynaklanması sırasında daha belirgindir.
Farklı metal kaynakları için lazer kaynak teknolojisinin uygulanması
1. Bakır ve çelik lazer kaynağı
Bakır ve çelik kaynağı, farklı malzemelerin kaynağı için tipiktir. Bakır ve çeliğin erime noktası, termal iletkenliği, doğrusal genleşme katsayısı ve mekanik özellikleri çok farklıdır ve bu da bakır ve çeliğin doğrudan kaynağına elverişli değildir. Bakır ve çeliğin lazer kaynağı, lazer kaynağının yüksek termal enerji yoğunluğu, düşük miktarda erimiş metal, dar ısıdan etkilenen bölge, yüksek bağlantı kalitesi ve yüksek verimlilik avantajlarına dayanan güncel gelişme trendi haline gelmiştir. Bununla birlikte, çoğu endüstriyel uygulama için bakırın emme oranı nispeten düşüktür ve bakır ayrıca kaynak işlemi sırasında oksidasyon, gözeneklilik ve çatlama gibi kusurlara eğilimlidir. Bakır ve çelik gibi olmayan metallerin çok modlu lazer kaynak işlemine dayalı olarak daha da geliştirilecektir.
2. Alüminyum ve çelik lazer kaynağı
Alüminyum, çelik erime noktası farkı, farklı malzemelerin metal parçalarını oluşturması kolay ve alüminyum, yüksek yansıtma ve yüksek termal iletkenlik özelliklerine sahip çelik alaşımı, kaynak işleminde bir anahtar deliği oluşturmak zordur, kaynak yüksek enerji yoğunluğu gerektirir . Deneyler, lazer enerjisini ve malzeme hareket süresini kontrol ederek, arayüz reaksiyon katmanının kalınlığını azaltabildiğini, ara fazların oluşumunu etkin bir şekilde kontrol edebildiğini buldu.
3. Magnezyum alüminyum ve magnezyum alüminyum alaşımlı lazer kaynağı
Alüminyum ve alaşımları iyi korozyon direncine, yüksek özgül güce, iyi elektriksel ve termal iletkenliğe ve diğer avantajlara sahiptir. Magnezyum, demir dışı bir metal olan alüminyumdan daha hafiftir, ayrıca yüksek özgül mukavemete ve sertliğe ve iyi sismik kapasiteye sahiptir. Magnezyum ve alüminyum kaynağının ana sorunu, temel malzemenin kendisinin oksidasyonu, ısı transfer katsayısı, çatlakları, gözenekleri ve diğer kaynak kusurlarını üretmesi ve mekanik özelliklerini önemli ölçüde azaltan intermetalik bileşikleri üretmesi çok kolay olmasıdır. kaynaklı bağlantılar.
