การเกิดชั้นกั้น

กลไกทางกายภาพ-เคมี

ที่รอยต่อระหว่างอะลูมิเนียมเหลวกับเหล็กแข็ง อะตอมของเหล็กและอะลูมิเนียมจะแพร่เข้าหากัน เมื่อเย็นลงจะเกิดเฟส intermetallic เปราะ เช่น FeAl3 หรือ Fe2Al5 เฟสเหล่านี้มีโครงสร้างผลึกที่เป็นระเบียบมากโดยไม่มีระนาบสลิปและมีความแข็งสูงถึง 1000 HV ความหนาของชั้นจะเพิ่มขึ้นแบบเอกซ์โพเนนเชียลตามอุณหภูมิและเวลาสัมผัสที่เพิ่มขึ้น การเย็นตัวอย่างรวดเร็วจะทำให้ชั้นบางแต่แข็งถูกตรึงไว้

ความสำคัญทางโลหะวิทยาและความเสี่ยงในการเชื่อม

ชั้นที่เปราะแทบไม่มีการเสียรูป ภายใต้ความเค้นหดตัวขณะเย็นลง รอยร้าวจะเกิดขึ้นทันทีตามแนวชั้น การเชื่อมต่อจะล้มเหลวแม้รับภาระเพียงเล็กน้อย เมื่อความหนาของชั้นประมาณ 10 µm ขึ้นไป แนวเชื่อมทั้งหมดจะใช้ไม่ได้ การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันของอะลูมิเนียมและเหล็กสร้างความเค้นเพิ่มเติม รูพรุนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อออกไซด์หรือความชื้นถูกกักไว้ในบริเวณเชื่อม

การปฏิบัติในโรงงานและคำแนะนำ

การเกิดชั้นกั้นสามารถลดได้เท่านั้น ไม่สามารถ предотвратитьได้ทั้งหมด ให้ควบคุมเวลาสัมผัสของบ่อหลอมละลายให้ต่ำกว่า 0.5 วินาที จำกัดการนำความร้อนโดยใช้arcสั้น ความเร็วเชื่อมสูง และกระแสต่ำ เป้าหมายคือความหนาชั้น intermetallic ต่ำกว่า 5 µm ใช้ชิ้นส่วนเชื่อมต่อที่ทำจากอะลูมิเนียม-เหล็กที่ผ่านการระเบิดประกบหรือใช้การเชื่อมเสียดทานหรือการเชื่อมเลเซอร์ที่มีการควบคุมพลังงานแม่นยำ ทำความสะอาดพื้นผิวเชื่อมอย่างทั่วถึงและขจัดชั้นออกไซด์ หลีกเลี่ยงการอุ่นเหล็กล่วงหน้าเพราะความร้อนจะเร่งการแพร่