Per metalli dissimili si intendono metalli costituiti da elementi diversi (come alluminio, rame, ecc.) o determinate leghe formate dallo stesso metallo di base (come acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, ecc.) che presentano differenze significative nelle proprietà metallurgiche, come le proprietà fisiche proprietà, proprietà chimiche, ecc. Possono essere utilizzati come metallo di base, metallo d'apporto o metallo di saldatura.
La saldatura di materiali dissimili si riferisce al processo di saldatura di due o più materiali diversi (riferendosi a diverse composizioni chimiche, strutture metallografiche, proprietà, ecc.) in determinate condizioni di processo. Tra le saldature di metalli diversi, la più comune è la saldatura di acciai diversi, seguita dalla saldatura di metalli non ferrosi diversi e dalla saldatura di acciaio e metalli non ferrosi.
Dal punto di vista delle forme dei giunti, ci sono tre situazioni fondamentali, vale a dire giunti con due diversi materiali di base metallica, giunti con lo stesso metallo di base ma diversi metalli d'apporto (come giunti che utilizzano materiali di saldatura austenitici per saldare acciaio bonificato a medio tenore di carbonio, ecc.), e giunti saldati di piastre metalliche composite, ecc.
La saldatura di materiali diversi avviene quando due metalli diversi vengono saldati insieme, verrà inevitabilmente prodotto uno strato di transizione con proprietà e struttura diverse dal metallo base. Poiché i metalli diversi presentano differenze significative nelle proprietà elementali, fisiche, chimiche, ecc., rispetto alla saldatura dello stesso materiale, la saldatura di materiali diversi è molto più complessa in termini di meccanismo di saldatura e tecnologia operativa. .
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I principali problemi esistenti nella saldatura di materiali dissimili sono i seguenti:
1. Maggiore è la differenza nei punti di fusione di materiali diversi, più difficile sarà la saldatura.
Questo perché quando il materiale a basso punto di fusione raggiunge lo stato fuso, il materiale ad alto punto di fusione è ancora allo stato solido. In questo momento, il materiale fuso penetra facilmente nei confini dei grani della zona surriscaldata, provocando la perdita del materiale a basso punto di fusione e la combustione o l'evaporazione degli elementi di lega. Rendere i giunti di saldatura difficili da saldare. Ad esempio, quando si saldano ferro e piombo (che hanno punti di fusione molto diversi), non solo i due materiali non si sciolgono tra loro allo stato solido, ma non possono dissolversi tra loro nemmeno allo stato liquido. Il metallo liquido è distribuito in strati e cristallizza separatamente dopo il raffreddamento.
2. Maggiore è la differenza nei coefficienti di dilatazione lineare di materiali diversi, più difficile sarà la saldatura.
I materiali con coefficienti di espansione lineare maggiori avranno tassi di espansione termica maggiori e un maggiore ritiro durante il raffreddamento, che produrrà un grande stress di saldatura quando il bagno fuso cristallizza. Questo stress di saldatura non è facile da eliminare, con conseguente grande deformazione della saldatura. A causa dei diversi stati di sollecitazione dei materiali su entrambi i lati della saldatura, è facile causare crepe nella saldatura e nella zona interessata dal calore e persino causare il distacco del metallo di saldatura dal metallo di base.
3. Maggiore è la differenza nella conduttività termica e nella capacità termica specifica di materiali diversi, più difficile sarà la saldatura.
La conduttività termica e la capacità termica specifica del materiale deterioreranno le condizioni di cristallizzazione del metallo di saldatura, grossolanamente i grani e influenzeranno le prestazioni di bagnatura del metallo refrattario. Pertanto, per la saldatura è necessario utilizzare una potente fonte di calore. Durante la saldatura, la posizione della fonte di calore dovrebbe essere verso il lato del metallo base con una buona conduttività termica.
4. Maggiore è la differenza elettromagnetica tra materiali diversi, più difficile sarà la saldatura.
Perché maggiore è la differenza elettromagnetica tra i materiali, più instabile sarà l'arco di saldatura e peggiore sarà la saldatura.
5. Quanti più composti intermetallici si formano tra materiali diversi, tanto più difficile è la saldatura.
Poiché i composti intermetallici sono relativamente fragili, possono facilmente causare cricche o addirittura rotture nella saldatura.
6. Durante il processo di saldatura di materiali diversi, a causa di cambiamenti nella struttura metallografica dell'area di saldatura o di strutture appena formate, le prestazioni dei giunti saldati si deteriorano, il che comporta grandi difficoltà nella saldatura.
Le proprietà meccaniche della zona di fusione congiunta e della zona alterata dal calore sono scarse, in particolare la tenacità plastica è significativamente ridotta. A causa della diminuzione della tenacità plastica del giunto e dell'esistenza di stress da saldatura, i giunti saldati di materiali diversi sono soggetti a crepe, soprattutto nella zona interessata dal calore della saldatura, che ha maggiori probabilità di rompersi o addirittura rompersi.
7. Quanto più forte è l'ossidazione di materiali diversi, tanto più difficile sarà la saldatura.
Ad esempio, quando il rame e l'alluminio vengono saldati mediante saldatura per fusione, nel bagno di fusione si formano facilmente ossidi di rame e alluminio. Durante il raffreddamento e la cristallizzazione, gli ossidi presenti ai bordi dei grani possono ridurre la forza di legame intergranulare.
8. Quando si saldano materiali diversi, è difficile che il cordone di saldatura e i due metalli base soddisfino i requisiti di uguale resistenza.
Questo perché gli elementi metallici con punti di fusione bassi sono facili da bruciare ed evaporare durante la saldatura, il che modifica la composizione chimica della saldatura e ne riduce le proprietà meccaniche, soprattutto quando si saldano metalli non ferrosi dissimili.
Orario di pubblicazione: 28 dicembre 2023
