Формирање баријерног слоја
Формирање баријерног слоја је настанак кртих интерметалних фаза (нпр. Fe2Al5) директно у зони спајања, када алуминијум и челик при заваривању краткотрајно истопе. Тај тврди слој, склон прслинама, раздваја оба материјала и пуца одмах при оптерећењу.
Физичко-хемијски механизам дејства
На граници између течног алуминијума и чврстог челика атоми гвожђа и алуминијума дифундују једни у друге. При хлађењу настају крте интерметалне фазе као FeAl3 или Fe2Al5. Ове фазе имају веома уређену кристалну структуру без клизних равни и постижу тврдоћу до 1000 HV. Дебљина слоја расте експоненцијално са порастом температуре и времена контакта. Брзо хлађење замрзава танак али тврд слој.
Металуршки значај и ризици при заваривању
Крти слој готово да нема деформабилност. Под напонима скупљања при хлађењу одмах пуцају прслине дуж слоја. Спој попушта већ при малом оптерећењу. Од дебљине слоја око 10 µm цео шав постаје неупотребљив. Различито топлотно ширење алуминијума и челика ствара додатне напоне. Поре могу настати ако се оксиди или влага заробе у зони спајања.
Радионичка пракса и упутства за рад
Стварање баријерног слоја може се само минимизирати, не и потпуно спречити. Држи време контакта са растопљеним металом испод 0,5 sекунди. Ограничи унос топлоте кратким луком, великом брзином заваривања и ниском струјом. Циљ је дебљина интерметалног слоја испод 5 µm. Користи прелазне комаде од експлозивно платираног алуминијума-челика или примени заваривање трењем, односно ласерско заваривање са прецизним управљањем енергијом. Темељно очисти површине споја и уклони оксидне слојеве. Избегавај предгревање челика јер топлота убрзава дифузију.