Сварка алюминия со сталью

[sakh999]

Ну очень интересно как такое возможно:

http://websvarka.ru/talk/public/style_images/master/attachicon.gifAL-Steel.jpg

Насколько мне известно такие вещи раньше(может быть и сейчас) применялись в судостроении для соединения алюминиевых рубок со стальной палубой.

 

Вся суть заключается в использовании переходной пластины, в которой два металла сварены взрывом.

[АВН]

Собственно это и есть малобюджетный способ. Заказать в ЦНИИ КМ технологию на изготовление КБМ и получить к своему бюджету приставку "мало-". Если кто внимательно читал в Курилке "Истории...", то там уже давно описан способ приварки стального болта к листу АМг.

@Nos, коррозия начнётся - бывший ТАК "Адм. Горшков" тому пример.

[Nos]

... коррозия начнётся - бывший ТАК "Адм. Горшков" тому пример.

Весьма наслышан, про то как недооценили потенциальную опасность коррозии на том корабле.

Иногда терзают очень невесёлые мысли. В резьбовых стыках стали с латунью и прочим цветметом, даже с учётом подмотки сплавы с разными базами (Fe, Cu) наверняка довольно плотно контактируют друг с другом. А вот коррозия в самом зверском виде происходит не всегда.

То ли сильно влияет наличие или отсутствие на трубопроводе выравнивания потенциалов, за которое Энергонадзор при приёмке электроустановок здания весь мозг выносит. То ли от среды идущей по трубам... Чаще замечал "венерические заболевания" на арматуре именно отопления и теплоснабжения, по которым идёт "подготовленный" химикатами и солями теплоноситель... Но прецеденты на лицо...

[Cварщик Джо]

Чтобы тут не писали, думаю, сварить алюминий со сталью аргонодуговой сваркой невозможно, слишком разные температуры плавления у них. Разве что каким-то образом расплавленный алюминий внутри стальной трубки смачивает сталь и схватывается с ней - такой вариант путем каких-то "ухищрений" возможен.

Что касается пайки - паяется алюминий со сталью прекрасно. Например, припоем castolin 192. Прочность соединения алюминий (АМц)-углеродистая сталь (Ст.3, Ст.10) порядка прочности соединения АМц-АМц. Испытывалась на образцах, спаяных внахлест с зазором под припой, и проверенных на прочность при сдвиге на разрывной машине. Большая часть образцов АМц-углеродистая сталь рвутся по алюминиевой части образца (не по паянному шву), но и те, которые рвутся по шву, рвутся при нагрузке близкой к той, при которой разрушается АМц.

А вот  АМц -ст.12Х18Н10Т тоже паяется, но соединение получается менее прочное в 2 раза, чем при пайке с углеродистой сталью. И при испытании на разрыв при сдвиге все образцы рвутся  по шву.

[konstantinXX]

@Cварщик Джо, алюминий прекрасно сваривается со сталью. и не мешают разные температуры плавления. дело в том, что алюминий в расплаве способен диффундировать в сталь и образующийся при этом тонкий слой интерметаллида имеет низкую температуру плавления. он плавится, потом новая порция и т.д. по нарастающей. беда в том, что этот интерметаллид очень хрупок.

[selco]

Сталь + Алюминий http://www.esab.ru/ru/ru/education/blog/can-i-weld-aluminum-to-steel.cfm

[круазик]

Идея соединить нержавейку и алюминий продвинулась в стадию практики.

[Lexanec]

Это способ (пайки)  известен давно и широко используется у холодильщиков. И я это делаю когда нужно припаять алюминиевую морозилку к медному трубопроводу или стальному(в бюджетных холодильниках). Припой Кастолин 1827 и флюс АЛ 51. Выдерживает давление нагнетание компрессора на R410 фреоне 40 кгс/см2. Способ не совсем бюджетный  припой дорогой да и флюс не дешевый посему баловаться не буду(паять просто так куски металла ради фото)Но работаю этим припоем уде давно.

[Миротворец]

 

 

Это способ (пайки)  известен давно

 

По фотке на пайку не похоже.

[AKeeper]

@круазик,так а как же подробности?

[Lexanec]

По фотке на пайку не похоже

А в чем разница при использовании источника нагрева детали при пайки ? Паять можно и пропан, пропан+кислород, МАРР, МАРР+кислород, электрическая дуга в среде аргона то есть ТИГ, плазма. Разница в сварки и пайки я обьяснить не буду всем это и так понятно. Ну на всякий случай напомню сварка - это по простонародию сплавление с применением присадочного материала или без(сварка телом) Пайка -соединение деталей с помощью припоя без плавления деталей. А источник нарева может быть любой от строительного фена и пропана до плазмы. 

А если это была бы сварка (что в принципе не возможно) потому как у стали температура плавления 1500-1800 и у алюминия 680-720. Да и при попадании в расплавленный металл алюминия происходит процесс раскисления. Алюминий в основном служит раскислителем. Он восстанавливает оксиды железа и поглощает растворенный кислород. В результате образовавшийся оксид алюминия всплывает и поглощается шлаком. Само по себе легирование алюминием пользы не несет и даже может быть вредно. Но легирование алюминием хромистых жаростойких сталей значительно увеличивает их жаростойкость за счет образования более прочной оксидной пленки. А посему,как тут писали ранее никакие диффузии не происходят. А происходит на границе сплава сталь-алюминий образование оксидной пленки Al2O3 А он (этот оксид ) черезвычайно тверд и хрупок. И прочность такой шов иметь не будет.    

Edited August 19, 2017 by Lexanec

[Миротворец]

 

 

А в чем разница при использовании источника нагрева детали при пайки ?

Имел ввиду что на пайку не похоже приведёнными тобой материалами.

 

 

Припой Кастолин 1827 и флюс АЛ 51.

 

[Lexanec]

что на пайку не похоже

именно это и есть материалы для пайки так как работать с этими материалами можно только феном. Потому как алтюн 51 черезвычайно горюч и горелка то есть открытый огонь это флюсу сразу хана. И припой 1827 температура плавления 270 градусов. Так что в сравнении с температурой плавления алюминия ровно в три раза меньше ну а со сталью вообще не сравнимо. Так что это материалы именно только для пайки  

Это фото в подтверждение тому что у меня это есть и я им работаю

С право в банке флюс 51

Сталь включая нержавейку(пробовал на медицинской) паяет еще лучше чем медь правда при пайки запах полный швах! 

Edited August 19, 2017 by Lexanec

[Миротворец]

@Lexanec,На фотке больше на ТИГ пайку похоже.

 

 

 

Идея соединить нержавейку и алюминий продвинулась в стадию практики.

Петруха, колись чем паял? 

[Lexanec]

 

 

больше на ТИГ пайку похоже

А паяю трубки в основном феном Тигом к 51 флюсу подходить нельзя 

[круазик]

круазик,так а как же подробности?

 

Петруха, колись чем паял?

Подробности.Естественно тиг пайка,на нержавейку положил валик CuSi3,алюминий с подложкой прошёл кастолином 192-м,по размышлениям эти материалы должны хорошо соединятся таким способом.

 

А происходит на границе сплава сталь-алюминий образование оксидной пленки Al2O3 А он (этот оксид ) черезвычайно тверд и хрупок. И прочность такой шов иметь не будет.

Не много поправлю, на границе сплавления появляются интерметаллиды, которые имеют высокую твёрдость.Пост №12, в этой теме.

Edited August 19, 2017 by круазик

[Lexanec]

 

 

на границе сплавления появляются интерметаллиды

То что Вы называете интерметаллидами и есть шлаковые включения в виде оксида алюминия. Потому как температура расплава стали 1700-1800 а алюминий 720 при такой температуре он просто сгорает (вступая в реакцию с кислородом растворенным в стали. и образует оксид Al2O3.Реакция эта в металлургии именуется раскислением металла когда в расплав стали добавляют алюминий 

[круазик]

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D0%B4%D1%8B

[Lexanec]

@круазик, Другие: Au₄Al; Cu₂MnAl; Cu₉Al₄; NiTe₂SmCo₅; Fe₃Ni; Ni₂In; LaNi₅; CeMg₁₂; Nb₃Sn; Ni₃Al; Ni₃Nb; Ti₃Al; Al₂Cu; K₄Pb; и многие другие-если "и многое другое" -так вот FeAl в природе не существует потому как алюминий слишком хитрый металл в силу очень большой активности в расплавленном виде и разнице в температуре плавления железа и алюминия почти в 3 раза ....

Если бы можно было бы создать сплав по прочности и характеристикам как сталь а по весу как алюминий то титан бы нафик не нужен был..... Хотя бы в силу дороговизны и сложности получения в чистом виде.... 

Edited August 20, 2017 by Lexanec

[круазик]

 

 

так вот FeAl в природе не существует

http://izron.ru/articles/aktualnye-voprosy-tekhnicheskikh-nauk-v-sovremennykh-usloviyakh-sbornik-nauchnykh-trudov-po-itogam-m/sektsiya-4-mashinostroenie-i-mashinovedenie-spetsialnost-05-02-00/issledovanie-protsessov-smachivaniya-alyuminiem-intermetallidnykh-splavov-sistemy-zhelezo-alyuminiy/

[konstantinXX]

@Lexanec, как бы вам попроще объяснить: железо действительно плавиться при полутора тысячах градусов. А алюминий при полутысяче. Это факт и тут с вами не поспоришь. Однако расплав алюминия и железа имеют температуру плавления близкой к 700 градусам.  Это хорошо иллюстрируется, когда на пожаре расплавленный алюминий "проедает" отверстия в тонколистовом железе. Этот факт достаточно часто описывается в специализированной литературе, дабы начинающий пожаротехник не принял последствия образования такого расплава за использование термита.

[Cварщик Джо]

так вот FeAl в природе не существует потому как алюминий

А стали с содержанием алюминия существуют. Отечественное обозначение: буква "Ю" - алюминий. Например, пружинная сталь 36НХТЮ.

 

 

Cварщик Джо, алюминий прекрасно сваривается со сталью. и не мешают разные температуры плавления. дело в том, что алюминий в расплаве способен диффундировать в сталь и образующийся при этом тонкий слой интерметаллида имеет низкую температуру плавления. он плавится, потом новая порция и т.д. по нарастающей. беда в том, что этот интерметаллид очень хрупок.

 

Я говорил, что аргонодуговой сваркой это невозможно. Если же речь идет о диффузии, тогда лучше такие вещи варить в установке диффузионной сварки. Для диффузии атомов алюминия в атомарную решетку стали нужны условия: вакуум, давление на биметаллическое соединение, которое нужно создать, как только поверхность алюминия начинает плавиться. Именно давление дает "толчок" для начала диффузии, затем процесс протекает независимо от прилагаемого давления.

Позволю себе ссылку на статью про диффузионную сварку. Там речь идет о сварке антифрикционной бронзы со сталью. Но, считаю, что для алюминия то же самое справедливо. Приводятся чертежи оснастки - графитовых контейнеров- для сварки. Может быть интересна специалистам, занимающимся данной проблематикой. Ссылка

Edited August 22, 2017 by Cварщик Джо

[konstantinXX]

 

 

Я говорил, что аргонодуговой сваркой это невозможно

да в лёгкую. Я в начале своей сварочной карьеры так чудил)

[Точмаш 23]

Справка 

Алюминий (Al) широко применяется для раскисления жидкой стали, а также для измельчения зерна стальных слитков. К вредному влиянию алюминия относят то, что он способствует графитизации сталей. Хотя алюминий часто считают примесью, его активно применяют и как легирующий элемент. Поскольку алюминий образует с азотом твердые нитриды, он обычно бывает легирующим элементом в азотируемых сталях. Алюминий повышает стойкость сталей к окалинообразованию, и поэтому его добавляют в теплостойкие стали и сплавы. В дисперсионно упрочняемых нержавеющих сталях алюминий применяют как легирующий элемент, ускоряющий реакцию дисперсионного выделения. Алюминий повышает коррозионную стойкость низкоуглеродистых сталей. Из всех легирующих элементов алюминий является наиболее эффективным для контроля роста зерна при нагреве сталей под закалку.

[Cварщик Джо]

да в лёгкую. Я в начале своей сварочной карьеры так чудил)

Вот бы еще фото приложили сего чуда, вообще бы вам цены не было

 

 

Алюминий (Al) широко применяется для раскисления жидкой стали

Алюминий используется для раскисления, чтобы уж так широко, не думаю. Намного шире используют в качестве раскислителей кремний и марганец.

 

 

Поскольку алюминий образует с азотом твердые нитриды

  Имею отношение к азотированию, нитриды - это вообще соединения с азотом. Для этого алюминий совсем необязателен. Часто азотируем стали 30Х2НВФА, 20Х3МВФ, 30Х3ВА и тому подобные.