Slitiny hliníku mají vynikající vlastnosti, jako je nízká hustota, dobrá odolnost proti korozi a vysoká elektrická a tepelná vodivost. Použití hliníkových slitin jako náhrady oceli může výrazně snížit hmotnost svařovaných konstrukcí. Ocel má na druhou stranu dobrou svařitelnost a mechanické vlastnosti, takže hliníkové-ocelové svařované konstrukce jsou široce používány v průmyslových odvětvích, jako je automobilový průmysl a stavba lodí.
Hliník má bod tání 660 stupňů, což je o 700-900 stupňů nižší než ocel. Při svařování se nejdříve taví hliník s nižší teplotou tání, dokud je ocel ještě pevná. Kvůli významnému rozdílu v hustotě mezi hliníkem a ocelí má hliník v roztavené lázni tendenci plavat na povrchu oceli, což může způsobit nerovnoměrné složení svaru po ochlazení. Velký rozdíl v koeficientech lineární roztažnosti mezi hliníkem a ocelí také vede k vysokému zbytkovému napětí ve svarovém spoji, což může mít za následek vznik trhlin při svařování.
Chcete-li dosáhnout spolehlivého spojení hliník-oceli, je nutné překonat bariérový efekt oxidové vrstvy na povrchu hliníku a slitin hliníku a zabránit nebo omezit tvorbu křehkých intermetalických sloučenin na rozhraní hliník-oceli. Existující metody svařování jsou:
1. Tlakové svařování
Tlakové svařování je metoda svařování, při které je během procesu svařování aplikován tlak na obrobky (s ohřevem nebo bez něj), aby se dokončil svar. Při svařování hliníku a oceli běžně používané metody zahrnují výbušné svařování, magnetické pulzní svařování, třecí svařování a difúzní svařování.
2. Fúzní pájení
Tavné pájení hliníkových-ocel odlišných materiálů kombinuje vlastnosti tavného svařování a pájení. Během procesu svařování se hliníková slitina a přídavný kov roztaví a po ztuhnutí se spojí a vytvoří tavný svar; mezitím se ocel netaví a roztavený přídavný kov je vtahován do a vyplňuje mezeru mezi pevnými ocelovými částmi prostřednictvím kapilárního působení. Tekuté plnivo a ocel do sebe difundují a rozpouštějí se a po ztuhnutí tvoří pevný pájený spoj umožňující spojení slitin hliníku a oceli rozdílných kovů.
3. Pájení
Pájení hliníkových-ocelových odlišných materiálů zahrnuje umístění přídavného kovu do mezery ve spoji a jeho zahřívání, dokud se neroztaví, zatímco základní kovy se neroztaví. Tekutý přídavný kov pak prosakuje do mezery pevných obrobků a po ochlazení a ztuhnutí vytvoří pevné spojení.
Ze tří metod svařování pro hliník-oceli, které nejsou podobné materiály, lze lisovým svařováním a pájením dosáhnout spojení hliníku-oceli, ale mají určitá omezení, pokud jde o velikost a tvar obrobků, a efektivita výroby je nízká. Fúzní pájení může kontrolovat křehké intermetalické sloučeniny mezi hliníkem a ocelí prostřednictvím přídavného kovu. Zejména tavné pájení-napájením laserovým drátem se vyznačuje nízkým tepelným příkonem, vysokou rychlostí svařování a snadnou automatizací, což umožňuje vysoce{5}}kvalitní a účinné pájené spoje s širokými vyhlídkami na použití.
