Stal i aluminium mają różne wła ściwości chemiczne i fizyczne, takie jak punkt topnienia, współczynnik rozszerzania termicznego, moduł elastyczny itp., kiedy spawanie stali i aluminium z techniką zgrzewania termicznego napotyka wiele problemów, tj. aluminium i stal, które łatwo tworzą bardzo twardą i kruchą fazę IMP (faza międzymetaliczna),i im większy wsad ciepła spawania, tym większa faza IMP wygenerowana.Ta krucha faza poważnie niszczy joint\faun3539;jest statyczna i dynamiczna, a także pogarsza plastyczność stawów2o3539;Ich główne różnice fizyczne przedstawiono poniżej:

Żelazo może stopić część aluminium w stanie stałym, ale gdy zawartość aluminium przekracza 12%, struktura kryształu zmienia się radykalnie, tworząc FeAL(oczka), mieszanki Fe3Al(oczka), które są bardzo twarde (250-520hv) i kruche.Dalsze zwiększenie zawartości aluminium w żelaznej mieszaninie Fe2Al (czynnik), Fe2Al5 (eta) i FeAl3 (theta), które oferują wyższą twardość (600-1100 HV) i wyższą kruchość.Ten kruchy materiał wynika z dyfuzji żelaza w aluminium lub aluminium w żelazie.Kiedy potencjał elektrochemiczny dwóch różnych materiałów jest inny, występuje dyfuzja molekularna w celu zrekompensowania potencjalnej różnicy.Im większa jest potencjalna różnica (E~ 1.22v dla żelaza i aluminium), tym większa jest tendencja dyfuzji.  

Jednakże, gdy grubość kruchej fazy spoiny IMP jest mniejsza niż dziesięć m, jej kruchość staje się mniej istotna i oczywista.W tym momencie wydajność przedmiotu obrabianego zależy głównie od elastyczności materiału bazowego.Korozja jest kolejnym poważnym problemem, ponieważ elektrochemiczny potencjał obu materiałów jest zupełnie inny, prowadząc do elektrolizy (równoważnej baterii). Aluminium, z drugiej strony, ma niski potencjał i ujemną elektrodę, która koroduje elektrolizą.Podsumowując, spawanie stali i aluminium musi spełniać dwa wymagania:

grubość fazy IMP na złączu < 10 m

Aby zapobiec korozji materiału bazowego po spawaniu

Aby spełnić te dwa wymogi, wymagany jest proces niskogrzewczy, a następnie specjalne zabiegi ochrony przed korozją przewodu lub spawu.

 

Technologia CMT (Cold Metal Transfer) jest opracowywana na podstawie przejścia krótkiego obwodu, a jej wsad ciepła jest znacznie niższy niż normalne spawanie GMAW.Proces polega na tym, że łuk płonie, drut przesuwa się do przodu, aż kropla się skraca, w którym momencie prędkość przewodu odwraca się, drut wycofuje się, a prąd i napięcie są prawie zerowe.Po uformowaniu kolejnego obwodu łuk ponownie się rozpala, a przepływ kropli zaczyna się ponownie, zanim drut zostanie ponownie przymocowany.Średnia częstotliwość tego ruchu zasilającego/cofającego wynosi do 70Hz.

Sukces opiera się na galwanizowanej stali i aluminium, Eksperyment spawania jest następujący: zakres grubości aluminium wynosi 0.8 3 mm, materiał wypełniający do materiału z krzemu aluminiowego, przez przetapianie aluminium i cynku utworzone na powierzchni spoiwa ze stali lutowniczej.Podstawowy eksperyment jest wykonany w 1-mm na złączu ze stali i aluminium.Poniższa tabela jest średnią intensywnością badania.

Nieuniknione jest, że w strefie dotkniętej ciepłem procesu CMT występuje pewna utrata siły.Podczas spawania poddanego obróbce cieplnej   stopu aluminium   (seria 6000), odporność strefy dotkniętej ciepłem straci 30-40% ze względu na krystalizację opadów w strukturze kryształów mieszanych.W związku z tym, strefa dotknięta ciepłem tego złącza jest najsłabszą częścią, a najniższa wytrzymałość na rozciąganie wynosi około 60% od tej z materiału aluminium.W przypadku naturalnie utwardzonych stopów aluminium (seria 5000), wytrzymałość strefy dotkniętej ciepłem jest również zmniejszona ze względu na rekonstytucję.Zmniejszenie wytrzymałości jest związane z wsadem ciepła w procesie wstępnego obróbki i spawania.Pęknięcie występuje głównie w strefie dotkniętej ciepłem.

 

Eksperymentalne dane pokazują, że spawanie stali na aluminium jest możliwe, chociaż stal jest galwanizowana, a specjalny proces spawania niskoenergetycznego jest warunkiem sukcesu.Połączenia spawalnicze wykazują doskonałą wytrzymałość na rozciąganie, odporność na korozję i zmęczenie, a także dowodzą, że wartość fazy kruchej IMP jest mniejsza niż 2.5 m, co jest kluczem do zapobieżenia kruchemu pęknięciu złącza stalowego i aluminiowego.