Sperlaagvorming
Sperlaagvorming is die ontstaan van bros intermetalliese fases (bv. Fe2Al5) direk in die voegsone wanneer aluminium en staal tydens sweiswerk kortstondig smelt. Hierdie harde, kraakgevoelige laag skei beide materiale en breek onmiddellik onder belasting.
Fisies-chemiese werkingsmeganisme
By die grensvlak tussen vloeibare aluminium en vaste staal diffundeer yster- en aluminiumatome in mekaar. By afkoeling vorm bros intermetalliese fases soos FeAl3 of Fe2Al5. Hierdie fases het 'n baie geordende kristalstruktuur sonder glipvlakke en bereik hardhede tot 1000 HV. Die laagdikte groei eksponensieel met toenemende temperatuur en kontaktyd. Vinnige afkoeling vries 'n dun, maar harde laag in.
Metallurgiese relevansie & risiko's tydens sweiswerk
Die bros laag het byna geen vervormbaarheid nie. Onder krimpingspanning tydens afkoeling skeur dit onmiddellik langs die laag. Die verbinding faal reeds by geringe belasting. Vanaf 'n laagdikte van ongeveer 10 µm word die hele sweisnaad onbruikbaar. Die verskillende termiese uitsetting van aluminium en staal veroorsaak addisionele spanning. Porië kan ontstaan as oksiede of vog in die voegsone ingesluit word.
Werkplasispraktyk & handelingsinstruksies
Die vorming van die sperlaag kan slegs tot 'n minimum beperk word, nie heeltemal verhoed word nie. Hou die smeltbad-kontaktyd onder 0,5 sekondes. Beperk die hitte-inbring deur 'n kort boog, hoë sweisspoed en lae stroom. Die doel is 'n intermetalliese laagdikte onder 5 µm. Gebruik oorgangsstukke van ontploffingsgeplateerde aluminium-staal of gebruik wrywingsweis of laserstraalsweis met presiese energiebeheer. Maak die voegvlakke deeglik skoon en verwyder oksiellaaie. Vermy voorverhitting van die staal, aangesien hitte die diffusie versnel.