Om structurele, toepassings- of economische redenen moeten veel industrieën verschillende metalen materialen samenvoegen. Door verschillende metalen te combineren is het mogelijk om de beste eigenschappen van elk metaal beter te benutten. Daarom moet de lasser, voordat hij met een lasbewerking begint, de eigenschappen van elk materiaal bepalen, waaronder het smeltpunt van het metaal, thermische uitzetting, enz. Het lasproces wordt vervolgens geselecteerd op basis van de materiaaleigenschappen.
Lassen van ongelijksoortige metalen is het lassen van twee of meer verschillende materialen (verschillend in chemische samenstelling, metallurgische organisatie of eigenschappen, enz.) onder bepaalde procesomstandigheden. Bij het lassen van ongelijksoortige metalen is het lassen van ongelijksoortig staal het meest gebruikelijk, gevolgd door het lassen van ongelijksoortige non-ferrometalen. Wanneer ongelijksoortige metalen worden gelast, ontstaat een overgangslaag met andere eigenschappen dan het moedermateriaal. Vanwege de aanzienlijke verschillen in elementaire eigenschappen, fysische eigenschappen en chemische eigenschappen van ongelijksoortige metalen, is het lassen van ongelijksoortige materialen technisch veel complexer dan het lassen van ongelijksoortige materialen.
Wat zijn de problemen bij het lassen van ongelijksoortige metalen?
1. Hoe groter het verschil in het smeltpunt van ongelijksoortige materialen, hoe moeilijker het is om te lassen.
Dit komt omdat het lage smeltpunt van het materiaal de smelttoestand bereikt, het hoge smeltpunt van het materiaal nog steeds in vaste toestand is, wanneer het gesmolten materiaal gemakkelijk de korrelgrenzen van de oververhitte zone kan binnendringen, wat het verlies kan veroorzaken van materialen met een laag smeltpunt, verbrande of verdampte legeringselementen, waardoor het moeilijk wordt om de verbinding te lassen. Bij het lassen van ijzer en lood (smeltpuntverschil) kunnen bijvoorbeeld niet alleen de twee materialen in vaste toestand elkaar niet oplossen, maar ook in vloeibare toestand kunnen ze elkaar niet oplossen, het vloeibare metaal wordt in lagen verdeeld en na afkoeling elke afzonderlijke kristallisatie.
2. Hoe groter het verschil in de lineaire uitzettingscoëfficiënt van ongelijksoortige materialen, hoe moeilijker te lassen.
Hoe groter de lineaire uitzettingscoëfficiënt van het materiaal, hoe groter de thermische uitzettingssnelheid, hoe groter de krimp tijdens het afkoelen, de kristallisatie van het smeltbad zal een grote lasspanning veroorzaken. Deze lasspanning is niet eenvoudig te elimineren, het resultaat zal een grote lasvervorming veroorzaken. Aangezien het materiaal aan beide zijden van de las wordt onderworpen aan verschillende spanningstoestanden, kan dit gemakkelijk leiden tot scheuren in de las en door hitte beïnvloede zone, en zelfs leiden tot het strippen van lasmetaal en basismateriaal.
3. Hoe groter het verschil in thermische geleidbaarheid en specifieke warmtecapaciteit van ongelijke materialen, hoe moeilijker het is om te lassen.
De thermische geleidbaarheid en specifieke warmtecapaciteit van het materiaal zullen de kristallisatieomstandigheden van het lasmetaal verslechteren, de korrels ernstig grof maken en de bevochtigingseigenschappen van vuurvaste metalen beïnvloeden. Daarom moet voor het lassen een sterke warmtebron worden gekozen, de locatie van de warmtebron moet tijdens het lassen naar de kant van het basismateriaal met een goede thermische geleidbaarheid worden gericht.
4. Hoe groter het verschil tussen de elektromagnetische eigenschappen van ongelijksoortige materialen, hoe moeilijker te lassen.
Want hoe groter het verschil in elektromagnetisme van het materiaal, hoe onstabieler de lasboog, hoe slechter de las.
5. Hoe meer intermetallische verbindingen gevormd worden tussen ongelijksoortige materialen, hoe moeilijker het is om te lassen.
Omdat intermetallische verbindingen een grotere brosheid hebben, leiden ze gemakkelijk tot scheuren en zelfs breuken in de las.
6. Hoe sterker de oxidatie van ongelijksoortige materialen, hoe moeilijker het is om te lassen.
Als koper en aluminium worden gelast met de smeltlasmethode, is het smeltbad heel gemakkelijk om koper- en aluminiumoxiden te vormen. Bij het afkoelen van kristallisatie kan de aanwezigheid van oxiden aan de korrelgrenzen ervoor zorgen dat de intergranulaire bindingskracht wordt verminderd.
7. Bij het lassen van ongelijksoortige materialen zijn de las en de twee basismetalen moeilijk om aan de eisen van gelijke sterkte te voldoen.
Dit komt door het lage smeltpunt van de metalen elementen die gemakkelijk verbranden en verdampen tijdens het lassen, wat resulteert in veranderingen in de chemische samenstelling van de las, waardoor de mechanische eigenschappen afnemen, vooral bij het lassen van ongelijksoortige non-ferrometalen.
De toepassing van laserlastechnologie voor het lassen van ongelijksoortige metalen
1. Laserlassen van koper en staal
Lassen van koper en staal is typerend voor het lassen van verschillende materialen. Het smeltpunt, de thermische geleidbaarheid, de lineaire uitzettingscoëfficiënt en de mechanische eigenschappen van koper en staal zijn zeer verschillend, wat niet bevorderlijk is voor het direct lassen van koper en staal. Laserlassen van koper en staal is de huidige ontwikkelingstrend geworden op basis van de voordelen van hoge thermische energiedichtheid, lage hoeveelheid gesmolten metaal, smalle door hitte beïnvloede zone, hoge verbindingskwaliteit en hoge productiviteit van laserlassen. De absorptiesnelheid van koper voor de meeste industriële toepassingen is echter relatief laag en koper is ook vatbaar voor defecten zoals oxidatie, porositeit en scheuren tijdens het lasproces. Gebaseerd op multi-mode laserlaserlasproces van koper en staal van verschillende metalen om verder te ontwikkelen.
2. Laserlassen van aluminium en staal
Aluminium, staal smeltpuntverschil, gemakkelijk te vormen metalen onderdelen samengesteld uit ongelijksoortige materialen, en aluminium, staallegering met hoge reflectiviteit en hoge thermische geleidbaarheidskenmerken, het is moeilijk om een sleutelgat te vormen in het lasproces, het lassen vereist een hoge energiedichtheid . Experimenten hebben aangetoond dat door het regelen van de laserenergie en de actietijd van het materiaal, de dikte van de grensvlakreactielaag kan worden verminderd, waardoor het genereren van tussenfasen effectief kan worden geregeld.
3. Laserlassen van magnesium-aluminium en magnesium-aluminiumlegeringen
Aluminium en zijn legeringen hebben een goede corrosieweerstand, hoge specifieke sterkte, goede elektrische en thermische geleidbaarheid en andere voordelen. Magnesium is lichter dan aluminium, een non-ferrometaal, heeft ook een hoge specifieke sterkte en stijfheid en een goed seismisch vermogen. Het grootste probleem van magnesium- en aluminiumlassen is dat het basismateriaal zelf zeer gemakkelijk te oxideren is, warmteoverdrachtscoëfficiënt, gemakkelijk scheuren en poriën en andere lasfouten veroorzaakt, en zeer gemakkelijk intermetallische verbindingen produceert, wat de mechanische eigenschappen van gelaste verbindingen.
