Spojovanie kovov spájkovaním a zváraním

Spojovanie kovov spájkovaním a zváraním

Existuje niekoľko spôsobov spájania kovov, vrátane zvárania, spájkovania natvrdo a spájkovania. Aký je rozdiel medzi zváraním a spájkovaním natvrdo? Aký je rozdiel medzi tvrdým spájkovaním a spájkovaním? Poďme preskúmať rozdiely a komparatívne výhody, ako aj bežné aplikácie. Táto diskusia prehĺbi vaše chápanie spojovania kovov a pomôže vám určiť optimálny prístup pre vašu aplikáciu.

AKO FUNGUJE BRAZÍN


A spájkovaný spoj sa vyrába úplne iným spôsobom ako zváraný spoj. Prvý veľký rozdiel je v teplote - tvrdé spájkovanie neroztaví základné kovy. To znamená, že teploty spájkovania natvrdo sú vždy nižšie ako teploty topenia základných kovov. Teploty tvrdého spájkovania sú tiež výrazne nižšie ako teploty zvárania rovnakých základných kovov pri použití menšej energie.

Ak spájkovanie nespája základné kovy, ako sa k nim pripojí? Funguje to tak, že sa vytvorí metalurgická väzba medzi výplňovým kovom a povrchmi dvoch spájaných kovov. Princíp, ktorým je výplňový kov ťahaný cez spoj na vytvorenie tejto väzby, je kapilárne pôsobenie. Pri spájkovaní tvrdo pôsobíte teplo na základné kovy. Prídavný kov sa potom uvedie do kontaktu s ohriatymi časťami. Okamžite sa topí teplom v základných kovoch a kapilárnym pôsobením sa úplne ťahá cez spoj. Takto sa vyrába spájkovaný spoj.

Aplikácie na tvrdé spájkovanie zahŕňajú elektroniku / elektrotechniku, letectvo, automobilový priemysel, HVAC / R, stavebníctvo a ďalšie. Príklady siahajú od klimatizačných systémov pre automobily cez vysoko citlivé lopatky prúdových turbín cez satelitné komponenty až po jemné šperky. Spájkovanie ponúka významnú výhodu v aplikáciách, ktoré vyžadujú spájanie rozdielnych základných kovov, vrátane medi a ocele, ako aj nekovov, ako je karbid volfrámu, oxid hlinitý, grafit a diamant.

Porovnávacie výhody. Po prvé, spájkovaný spoj je silný spoj. Správne vyrobený spájkovaný spoj (ako zváraný spoj) bude v mnohých prípadoch rovnako silný alebo silnejší ako spájané kovy. Po druhé, spoj sa vyrába pri relatívne nízkych teplotách, ktoré sa pohybujú od 1150 ° C do 1600 ° C (620 ° F až 870 ° F).

Najdôležitejšie je, že základné kovy sa nikdy netavia. Pretože základné kovy nie sú roztavené, môžu si zvyčajne zachovať väčšinu svojich fyzikálnych vlastností. Táto celistvosť základného kovu je charakteristická pre všetky spájkované spoje vrátane tenkých aj hrubých spojov. Nižšie teplo taktiež minimalizuje nebezpečenstvo zdeformovania alebo zdeformovania kovu. Zvážte tiež, že nižšie teploty vyžadujú menej tepla - čo je významný faktor úspory nákladov.

Ďalšou dôležitou výhodou spájkovania natvrdo je ľahké spájanie rozdielnych kovov pomocou tavidla alebo zliatin s jadrom / povlakom. Pokiaľ nemusíte spájať základné kovy, je úplne jedno, či majú veľmi rozdielne teploty topenia. Môžete spájať oceľ na meď rovnako ľahko ako oceľ na oceľ. Zváranie je iný príbeh, pretože musíte taviť základné kovy, aby ste ich spojili. To znamená, že ak sa pokúsite zvárať meď (teplota topenia 1981 ° C) s oceľou (teplota topenia 1083 ° C), musíte použiť pomerne sofistikovanú a nákladnú zváračskú techniku. Celková ľahkosť spojenia odlišných kovov pomocou konvenčných postupov spájkovania natvrdo znamená, že si môžete vybrať, ktoré kovy sa najlepšie hodia na funkciu zostavy, s vedomím, že nebudete mať problém ich spojiť bez ohľadu na to, ako veľmi sa líšia teploty tavenia.

Tiež, a spájkovaný spoj má hladký, priaznivý vzhľad. Existuje malé porovnanie medzi dňom a dňom medzi drobným a úhľadným zaoblením spájkovaného spoja a hrubým nepravidelným zvarom spoja. Táto vlastnosť je obzvlášť dôležitá pre kĺby na spotrebných výrobkoch, kde je vzhľad zásadný. Spájkovaný spoj sa dá takmer vždy použiť „ako je“, bez akýchkoľvek dokončovacích prác - ďalšia úspora nákladov.

Spájkovanie na tvrdo ponúka oproti zváraniu ďalšiu významnú výhodu v tom, že obsluha môže zvyčajne získať spájkovacie schopnosti rýchlejšie ako zváranie. Dôvod spočíva v inherentnom rozdiele medzi týmito dvoma procesmi. Je potrebné vysledovať lineárny zvarový spoj s presnou synchronizáciou pôsobenia tepla a nanášania prídavného kovu. Spájkovaný spoj má na druhej strane tendenciu „vytvárať sa“ kapilárnym pôsobením. V skutočnosti je podstatná časť zručností zapojených do spájkovania spájaná s návrhom a konštrukciou spoja. Porovnávacia rýchlosť vysoko kvalifikovaného zaškolenia obsluhy je dôležitým nákladovým faktorom.

Konečne, spájkovanie kovov je pomerne ľahké automatizovať. Vlastnosti procesu spájkovania natvrdo - široké použitie tepla a ľahké umiestnenie prídavného kovu - pomáhajú eliminovať potenciálne problémy. Existuje mnoho spôsobov automatického zahrievania spoja, mnoho foriem spájkovania prídavného kovu a mnoho spôsobov ich nanášania, aby bolo možné operáciu tvrdého spájkovania ľahko automatizovať pre takmer akúkoľvek úroveň výroby.

AKO ZVÁRANIE FUNGUJE

Zváranie spája kovy ich tavením a spájaním, zvyčajne pridaním prídavného zváracieho kovu. Vyrobené kĺby sú pevné - zvyčajne rovnako silné ako spojené kovy, alebo ešte pevnejšie. Na fúziu kovov pôsobíte koncentrovaným teplom priamo do oblasti spojov. Toto teplo musí byť vysokej teploty, aby sa roztavili základné kovy (spájané kovy) a výplňové kovy. Zváracie teploty preto začínajú od teploty topenia základných kovov.

Zváranie je všeobecne vhodné na spájanie veľkých konštrukčných skupín, kde sú obidva kovové profily pomerne silné (0.5 ”/ 12.7 mm) a sú spojené v jednom bode. Pretože je zvarový spoj nepravidelný, obvykle sa nepoužíva v produktoch vyžadujúcich kozmetické spoje. Medzi aplikácie patrí doprava, stavebníctvo, výroba a opravovne. Príkladom sú robotické zostavy a výroba tlakových nádob, mostov, stavebných konštrukcií, lietadiel, železničných vozňov a koľají, potrubí a ďalších.

Porovnávacie výhody. Pretože je zváracie teplo intenzívne, je zvyčajne lokalizované a presne určené; nie je praktické uplatňovať ho rovnomerne na širokú oblasť. Tento presne stanovený aspekt má svoje výhody. Napríklad, ak chcete spojiť dva malé kovové pásy v jednom bode, je praktický postup zvárania elektrickým odporom. Toto je rýchly a ekonomický spôsob výroby stálych a tisícich pevných a trvalých spojov.

Ak je kĺb skôr lineárny než presný, nastávajú problémy. Lokalizované teplo zvárania sa môže stať nevýhodou. Napríklad, ak chcete zvarovať dva kusy kovu natupo, začnite skosením hrán kovových kusov, aby ste dostali priestor na prídavný kov na zváranie. Potom zvaríte, najskôr zahrejete jeden koniec oblasti spoja na teplotu topenia, potom pomaly pohybujete teplom pozdĺž spojovacej čiary a synchronizovane s teplom nanášate prídavný kov. Toto je typická konvenčná operácia zvárania. Ak je tento zvarový spoj správne vyrobený, je minimálne taký pevný ako spojené kovy.

Tento prístup zvárania lineárnymi spojmi má však nevýhody. Spoje sa vyrábajú pri vysokých teplotách - dostatočne vysokých na to, aby sa roztavili základné kovy aj výplňový kov. Tieto vysoké teploty môžu spôsobiť problémy vrátane možného skreslenia a deformácie základných kovov alebo napätia v okolí zvaru. Tieto riziká sú minimálne, ak sú spájané kovy silné, ale môžu sa stať problémom, ak sú základné kovy tenké. Vysoké teploty sú tiež drahé, pretože teplo je energia a energia stojí peniaze. Čím viac tepla potrebujete na výrobu spoja, tým viac bude výroba spoja stáť.

Teraz zvážte automatizovaný proces zvárania. Čo sa stane, keď sa pripojíte nie k jednej, ale k stovkám alebo tisícom zhromaždení? Zváranie predstavuje zo svojej podstaty problémy v automatizácii. Automaticky je možné ľahko vytvoriť odporový zvarový spoj vyrobený v jednom bode. Akonáhle sa však bod stane priamkou - lineárnym spojom - opäť treba priamku vysledovať. Túto operáciu sledovania je možné automatizovať, napríklad pohybom spojovacieho vedenia popri vykurovacej stanici a automatickým podávaním plniaceho drôtu z veľkých cievok. Toto je zložité a náročné nastavenie, ktoré je však zaručené, iba ak máte veľké výrobné série rovnakých dielov.

Majte na pamäti, že zváracie techniky sa neustále zlepšujú. Môžete zvárať na výrobnej báze pomocou elektrónového lúča, výboja kondenzátora, trenia a ďalších metód. Tieto sofistikované procesy zvyčajne vyžadujú špecializované a drahé vybavenie a zložité a časovo náročné nastavenia. Zvážte, či sú praktické pre kratšie výrobné série, zmeny v konfigurácii montáže alebo typické každodenné požiadavky na spájanie kovov.

Výber správneho procesu spájania kovov
Ak potrebujete kĺby, ktoré sú trvalé a pevné, pravdepodobne zúžite svoje zváranie kovov oproti zváraniu spájkovanie. Zváranie aj tvrdé spájkovanie používajú teplo aj prídavné kovy. Môžu sa obidva vykonávať na výrobnej báze. Tým sa však podobnosť končí. Fungujú odlišne, takže nezabudnite na tieto úvahy týkajúce sa spájkovania a zvárania:

Veľkosť zostavy
Hrúbka častí z základného kovu
Požiadavky na bodové alebo líniové spoje
Kovy sa spájajú
Potrebné je konečné montážne množstvo
Ďalšie možnosti? Mechanicky upevnené kĺby (závitové, vsadené alebo nitované) sa zvyčajne neporovnávajú s spájkovanými spojmi v pevnosti, odolnosti proti nárazom a vibráciám alebo tesnosti. Lepením a spájkovaním sa zaistia trvalé spojenia, všeobecne však nemôžu ponúknuť pevnosť spájkovaného spoja - rovnakú alebo väčšiu ako samotné základné kovy. Tiež nemôžu spravidla vytvárať kĺby, ktoré poskytujú odolnosť voči teplotám nad 200 ° C. Ak potrebujete trvalé a robustné spoje kov na kov, spájkovanie je silným kandidátom.