알루미늄 합금은 낮은 밀도, 우수한 내식성, 높은 전기 및 열 전도성과 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 강철을 대체하기 위해 알루미늄 합금을 사용하면 용접 구조물의 무게를 크게 줄일 수 있습니다. 반면에 강철은 용접성과 기계적 성질이 좋기 때문에 알루미늄{2}}강 용접 구조는 자동차, 조선 등 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
알루미늄의 녹는점은 660도로 강철보다 700~900도 낮다. 용접하는 동안 강철은 여전히 고체인 동안 덜 녹는 알루미늄이 먼저 녹습니다. 알루미늄과 강철의 밀도 차이가 크기 때문에 용융 풀의 알루미늄이 강철 위에 떠다니는 경향이 있으며, 이로 인해 냉각 후 용접 구성이 고르지 않게 될 수 있습니다. 알루미늄과 강철 사이의 선팽창 계수 차이가 크면 용접 접합부의 높은 잔류 응력이 발생하여 용접 균열이 발생할 수도 있습니다.
신뢰할 수 있는 알루미늄-강 연결을 달성하려면 알루미늄 및 알루미늄 합금 표면에 대한 산화물 층의 장벽 효과를 극복하고 알루미늄-강 인터페이스에서 부서지기 쉬운 금속간 화합물의 형성을 방지하거나 줄이는 것이 필요합니다. 기존 용접 방법은 다음과 같습니다.
1. 압접
압력 용접은 용접을 완료하기 위해 용접 공정 중에 작업물에 가열 유무에 관계없이 압력을 가하는 용접 방법입니다. 알루미늄과 강철을 용접할 때 흔히 사용되는 방법에는 폭발용접, 자기펄스용접, 마찰교반용접, 확산용접 등이 있습니다.
2. 융합 브레이징
알루미늄-강 이종 재료의 융합 브레이징은 융합 용접과 브레이징의 기능을 모두 결합합니다. 용접 공정 중에 알루미늄 합금과 용가재가 녹아 응고된 후 서로 결합하여 융합 용접을 형성합니다. 그 사이에 강철은 녹지 않고 용융된 용가재는 모세관 작용을 통해 단단한 강철 부품 사이의 틈으로 흡입되어 채워집니다. 액상의 충진재와 철재가 확산, 용해되어 응고된 후 강한 브레이징 접합을 형성하여 알루미늄 합금과 철재의 이종 금속 접합이 가능합니다.
3. 브레이징
알루미늄-강 이종 재료의 브레이징에는 접합부 틈에 용가재를 놓고 모재가 녹지 않는 동안 녹을 때까지 가열하는 과정이 포함됩니다. 액체 용가재는 고체 가공물의 틈새로 스며들어 냉각 및 응고된 후 강한 접합을 형성합니다.
알루미늄-이종재의 세 가지 용접 방법 중 프레스 용접과 브레이징은 알루미늄-강 접합을 달성할 수 있지만 가공물의 크기와 모양에 일정한 제한이 있고 생산 효율성이 낮습니다. 융합 브레이징은 용가재를 통해 알루미늄과 강철 사이의 부서지기 쉬운 금속간 화합물을 제어할 수 있습니다. 특히, 레이저 와이어-공급형 융합 브레이징은 낮은 열 입력, 높은 용접 속도 및 자동화 용이성을 특징으로 하여 고품질의 효율적인 브레이징 접합이 가능하며 적용 가능성이 넓습니다.
