Tõkkekihi teke
Tõkkekihi teke on hapra intermetallilise faasi (nt Fe2Al5) tekkimine otse ühendustsoonis, kui alumiinium ja teras keevitamisel lühiajaliselt üles sulavad. See kõva, pragudele vastuvõtlik kiht eraldab mõlemad materjalid ja puruneb koormusel kohe.
Füüsikalis-keemiline mõjumehhanism
Vedela alumiiniumi ja tahke terase piirpinnal difundeeruvad raua- ja alumiiniumiaatomid teineteisesse. Jahtudes tekivad haprad intermetallilised faasid nagu FeAl3 või Fe2Al5. Nendel faasidel on väga korrapärane kristallstruktuur ilma libisemistasanditeta ja need saavutavad kõvadusi kuni 1000 HV. Kihi paksus kasvab temperatuuri ja kontaktiaja suurenemisel eksponentsiaalselt. Kiire jahtumine tardub õhukese, kuid kõva kihina.
Metallurgiline tähtsus ja riskid keevitamisel
Hapral kihil puudub peaaegu täielikult deformeeritavus. Jahtumisel tekkivate kahanemispingete mõjul tekivad piki kihti kohe praod. Ühendus puruneb juba väikese koormuse korral. Alates kihi paksusest umbes 10 µm muutub kogu õmblus kasutuskõlbmatuks. Alumiiniumi ja terase erinev soojuspaisumine tekitab täiendavaid pingeid. Poore võib tekkida, kui oksiidid või niiskus jäävad ühendustsooni lõksu.
Töökoja praktika ja tegevusjuhised
Tõkkekihi teket saab ainult minimeerida, mitte täielikult vältida. Hoia sulamisvanni kontaktiaeg alla 0,5 sekundi. Piira soojuse sissetoomist lühikese kaare, suure keevituskiiruse ja madala vooluga. Eesmärk on intermetallilise kihi paksus alla 5 µm. Kasuta üleminekutükke plahvatusplatseeritud alumiinium-terasest või rakenda hõõrdkeevitust või laserkiir-keevitust täpse energi juhtimisega. Puhasta ühenduspinnad põhjalikult ja eemalda oksiidikihid. Väldi terase eelsoojendamist, kuna soojus kiirendab difusiooni.