구조적, 적용 또는 경제적 이유로 많은 산업에서 서로 다른 금속 재료를 결합해야 합니다. 서로 다른 금속을 결합하여 각 금속의 최상의 특성을 더 잘 활용할 수 있습니다. 따라서 용접 작업을 시작하기 전에 용접공은 금속의 녹는점, 열팽창 등을 포함한 각 재료의 특성을 결정해야 합니다. 그런 다음 재료 특성에 따라 용접 프로세스를 선택합니다.
이종 금속 용접은 특정 공정 조건에서 둘 이상의 다른 재료(화학 조성, 야금 조직 또는 특성 등이 다름)를 용접하는 공정입니다. 이종금속의 용접은 이종강의 용접이 가장 흔하고 이종비철금속의 용접이 그 뒤를 잇는다. 서로 다른 금속이 용접되면 모재와 특성이 다른 전이층이 생성됩니다. 이종 금속의 원소 특성, 물리적 특성 및 화학적 특성의 상당한 차이 때문에 이종 재료의 용접은 이종 재료의 용접보다 기술적으로 훨씬 더 복잡합니다.
이종 금속 용접의 문제점은 무엇입니까?
1. 이종재료의 녹는점 차이가 클수록 용접이 어렵다.
이것은 재료의 낮은 융점이 용융 상태에 도달하기 때문에 재료의 높은 융점은 여전히 고체 상태에 있으며 용융 된 재료는 과열 영역의 입계를 쉽게 통과하여 손실을 유발할 수 있습니다. 저융점 재료의 경우 합금 원소가 타거나 증발하여 접합부를 용접하기 어렵게 만듭니다. 예를 들어 철과 납(녹는점 차)을 용접할 때 고체 상태의 두 물질은 서로 용해되지 않을 뿐만 아니라 액체 상태에서도 서로 용해되지 않고 액체 금속이 층상으로 분포되어 있으며, 각 개별 결정을 냉각한 후.
2. 이종 재료의 선팽창 계수 차이가 클수록 용접하기가 더 어렵습니다.
재료의 선팽창 계수가 클수록 열 팽창률이 클수록 냉각 중 수축이 커지고 용융 풀 결정화가 큰 용접 응력을 생성합니다. 이 용접 응력은 제거하기 쉽지 않으며 그 결과 큰 용접 변형이 발생합니다. 용접 양쪽의 재료는 서로 다른 응력 상태를 받기 때문에 용접 및 열 영향부에 쉽게 균열이 생기고 용접 금속과 모재가 벗겨질 수도 있습니다.
3. 이종재료의 열전도율과 비열용량의 차이가 클수록 용접이 어렵다.
재료의 열전도율과 비열로 인해 용접 금속 결정화 조건이 악화되고 결정립이 심각하게 조대화되며 내화 금속의 습윤 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 용접을 위해서는 강한 열원을 선택하여야 하며, 열원의 위치는 모재의 용접시 열전도율이 좋은 쪽으로 편향되어야 한다.
4. 이종 재료의 전자기 특성의 차이가 클수록 용접이 더 어려워집니다.
재료의 전자기 차이가 클수록 용접 아크가 불안정할수록 용접이 나빠집니다.
5. 이종 재료 사이에 형성되는 금속간 화합물이 많을수록 용접이 더 어려워집니다.
금속 간 화합물은 취성이 더 크기 때문에 쉽게 균열이 생기고 용접부가 파손될 수도 있습니다.
6. 이종재료의 산화력이 강할수록 용접이 어렵다.
용융 용접 방법으로 구리와 알루미늄을 용접하면 용융 풀이 구리와 알루미늄 산화물을 형성하기가 매우 쉽습니다. 결정화를 냉각할 때 입계에 산화물이 존재하면 입계 결합력이 감소할 수 있습니다.
7. 이종 재료를 용접할 때 용접부와 두 모재가 동일한 강도 요구 사항을 달성하기 어렵습니다.
이는 용접 중에 쉽게 연소되고 증발되는 금속 원소의 낮은 융점으로 인해 용접의 화학적 조성이 변경되고 기계적 특성이 감소하며, 특히 이종 비철금속을 용접할 때 더 중요합니다.
이종금속 용접을 위한 레이저 용접 기술의 적용
1. 구리 및 강철 레이저 용접
구리 및 강철 용접은 이종 재료 용접의 전형입니다. 구리와 강철의 녹는점, 열전도율, 선팽창 계수 및 기계적 성질은 매우 다르기 때문에 구리와 강철의 직접 용접에 도움이 되지 않습니다. 구리와 강철의 레이저 용접은 레이저 용접의 높은 열 에너지 밀도, 적은 양의 용융 금속, 좁은 열 영향 영역, 높은 접합 품질 및 높은 생산성의 장점을 기반으로 현재 개발 추세가 되었습니다. 그러나 대부분의 산업 분야에서 구리의 흡수율은 상대적으로 낮고 구리는 용접 공정 중에 산화, 기공 및 균열과 같은 결함이 발생하기 쉽습니다. 구리 및 강철 이종 금속의 다중 모드 레이저 레이저 용접 프로세스를 기반으로 추가 개발.
2. 알루미늄 및 강철 레이저 용접
알루미늄, 강철 융점차이, 이종재질의 금속부품화합물 형성이 용이하고, 알루미늄, 강철합금은 높은 반사율과 높은 열전도 특성을 가지고 있어 용접공정에서 키홀 형성이 어렵고, 높은 에너지 밀도를 요구하는 용접 . 실험 결과 레이저 에너지와 재료 작용 시간을 제어함으로써 인터페이스 반응층의 두께를 줄일 수 있고 중간 단계의 생성을 효과적으로 제어할 수 있음이 밝혀졌습니다.
3. 마그네슘 알루미늄 및 마그네슘 알루미늄 합금 레이저 용접
알루미늄 및 그 합금은 우수한 내식성, 높은 비강도, 우수한 전기 및 열 전도성 및 기타 장점을 가지고 있습니다. 마그네슘은 비철금속인 알루미늄보다 가볍고 비강도와 강성이 높고 내진성능도 좋다. 마그네슘과 알루미늄 용접의 주요 문제는 모재 자체가 산화되기 쉽고 열전달 계수가 매우 높으며 균열 및 기공 및 기타 용접 결함이 발생하기 쉽고 금속 간 화합물이 매우 쉽게 생성되어 기계적 특성이 크게 감소한다는 것입니다. 용접 조인트.
