היווצרות שכבת מחסום

מנגנון פעולה פיזיקלי-כימי

בממשק בין אלומיניום נוזלי לפלדה מוצקה, אטומי ברזל ואלומיניום מתפזרים זה בתוך זה. בעת הקירור נוצרים פאזות בין-מתכתיות פריכות כמו FeAl3 או Fe2Al5. לפאזות אלו מבנה גבישי מסודר מאוד ללא מישורי החלקה והן מגיעות לקשיות של עד 1000 HV. עובי השכבה גדל באופן אקספוננציאלי עם עליית הטמפרטורה וזמן המגע. קירור מהיר מקפיא שכבה דקה אך קשה.

רלוונטיות מטלורגית וסיכונים בריתוך

לשכבה הפריכה כמעט אין יכולת עיוות. תחת מאמצי התכווצות בעת הקירור נפתחים מיד סדקים לאורך השכבה. החיבור נכשל כבר בעומס קטן. מעובי שכבה של כ-10 µm ואילך כל התפר הופך לבלתי שמיש. התפשטות החום השונה של אלומיניום ופלדה יוצרת מאמצים נוספים. נקבוביות יכולות להיווצר כאשר תחמוצות או לחות נלכדות באזור החיבור.

עבודה בסדנה והנחיות פעולה

יצירת שכבת המחסום ניתנת להפחתה בלבד, לא למניעה מוחלטת. שמור על זמן מגע של אמבט ההתכה מתחת ל-0.5 שניות. הגבל את החדרת החום באמצעות קשת קצרה, מהירות ריתוך גבוהה וזרם נמוך. המטרה היא עובי שכבה בין-מתכתית מתחת ל-5 µm. השתמש בחתיכות מעבר מאלומיניום-פלדה מרובדי פיצוץ או השתמש בריתוך חיכוך או ריתוך בקרן לייזר עם בקרת אנרגיה מדויקת. נקה את משטחי החיבור ביסודיות והסר שכבות תחמוצת. הימנע מחימום מוקדם של הפלדה, מכיוון שחום מאיץ את הדיפוזיה.