Aluminiumslegering har fremragende egenskaber såsom lav densitet, god korrosionsbestandighed og høj elektrisk og termisk ledningsevne. Brug af aluminiumslegering til at erstatte stål kan i høj grad reducere vægten af svejsede strukturer. Stål har derimod god svejsbarhed og mekaniske egenskaber. Aluminium-svejsede stålkonstruktioner er blevet brugt i vid udstrækning i industrier som bil- og skibsfremstilling.
Smeltepunktet for aluminium er 660 grader, hvilket er 700-900 grader lavere end stål. Under svejsning smelter det nedre smeltepunkt aluminium først, mens stålet forbliver usmeltet. På grund af den betydelige densitetsforskel mellem aluminium og stål, har aluminium i den smeltede pool en tendens til at flyde oven på stålet, hvilket fører til ujævn sammensætning i svejsningen efter afkøling. Den store forskel i lineær udvidelseskoefficient mellem aluminium og stål kan også forårsage betydelige restspændinger i svejsefugen, hvilket kan resultere i svejserevner.
For at opnå en pålidelig aluminium-stålforbindelse er det nødvendigt at overvinde den hindrende effekt af oxidfilmen på overfladen af aluminium og aluminiumslegeringer på forbindelsen, samt at forhindre eller reducere dannelsen af sprøde intermetalliske forbindelser ved grænsefladen mellem aluminiumslegeringer og stål. De eksisterende svejsemetoder er:
1. Tryksvejsning
Tryksvejsning er en metode til at afslutte svejsningen ved at påføre tryk på emnerne under svejseprocessen. Ved svejsning af aluminium og stål omfatter almindelige metoder eksplosiv svejsning, magnetisk pulssvejsning, friktionsrørsvejsning og diffusionssvejsning.
2. Fusionslodning
Fusionslodning af aluminium-stål uens materialer kombinerer egenskaberne ved både fusionssvejsning og slaglodning. Under svejseprocessen smelter aluminiumslegeringen og fyldmetallet og efter størkning binder de sammen for at danne en smeltesvejsesamling; stålet smelter ikke, og det smeltede fyldmetal trækkes ind i og fylder mellemrummet mellem de faste dele ved kapillærvirkning. Det flydende fyldmetal diffunderer og opløses med stålet og danner efter størkning en stærk loddet samling, der muliggør forbindelse af forskellige metaller aluminiumlegering og stål.
3. Lodning
Lodning af aluminium-stål uens materialer involverer at placere fyldmetallet i mellemrummet mellem de svejste dele. Opvarmning smelter fyldmetallet uden at smelte basismetallerne. Det flydende fyldmetal trænger ind i hullerne i de faste dele, og ved afkøling og størkning dannes en stærk forbindelse.
Blandt de tre svejsemetoder til aluminium-stål uens materialer kan tryksvejsning og loddeprocesser opnå aluminium-stålforbindelser, men de har visse begrænsninger for størrelsen og formen af emner, og produktionseffektiviteten er lav. Fusionslodning kan kontrollere de sprøde intermetalliske forbindelser mellem aluminium og stål gennem fyldmetallet. Især har lasertråds-fødet smeltelodning egenskaber såsom lavt varmetilførsel, høj svejsehastighed og nem automatisering, hvilket muliggør produktion af høj-kvalitet, effektive smelteloddede samlinger med brede anvendelsesmuligheder.
