Tvorba zaporne plasti
Nastanek pregradne plasti je pojav krhkih intermetalnih faz (npr. Fe2Al5) neposredno v spojnem območju, ko se aluminij in jeklo med varjenjem za kratek čas stalita. Ta trda, nagnjena k razpokam plast ločuje oba materiala in ob obremenitvi takoj poči.
Fizikalno-kemijski mehanizem delovanja
Na meji med tekočim aluminijem in trdim jeklom atoma železa in aluminija difundirajo drug v drugega. Pri ohlajanju nastanejo krhke intermetalne faze, kot sta FeAl3 ali Fe2Al5. Te faze imajo zelo urejeno kristalno strukturo brez drsnih ravnin in dosegajo trdote do 1000 HV. Debelina plasti raste eksponentno z naraščajočo temperaturo in časom stika. Hitro ohlajanje zamrzne tanko, a trdo plast.
Metalurški pomen in tveganja pri varjenju
Krhka plast je skoraj neobdelovalna. Pod krčnimi napetostmi med ohlajanjem vzdolž plasti takoj nastanejo razpoke. Spoj odpove že pri majhni obremenitvi. Od debeline plasti približno 10 µm naprej postane celoten var neuporaben. Različno toplotno raztezanje aluminija in jekla povzroča dodatne napetosti. Pore lahko nastanejo, če se oksidi ali vlaga ujamejo v območju spoja.
Delavniška praksa in navodila za delo
Nastajanje pregradne plasti je mogoče le zmanjšati, ne popolnoma preprečiti. Čas stika s talino naj bo krajši od 0,5 sekund. Omeji vnos toplote s kratkim lokom, visoko hitrostjo varjenja in nizkim tokom. Cilj je debelina intermetalne plasti pod 5 µm. Uporabi vmesne kose iz eksplozijsko platiranega aluminija in jekla ali uporabi varjenje s trenjem oziroma lasersko varjenje z natančnim nadzorom energije. Temeljito očisti spojne površine in odstrani oksidne plasti. Izogibaj se predgrevanju jekla, saj toplota pospeši difuzijo.