Spajanje metala lemljenjem i zavarivanjem

Spajanje metala lemljenjem i zavarivanjem

Dostupno je nekoliko metoda spajanja metala, uključujući zavarivanje, lemljenje i lemljenje. Koja je razlika između zavarivanja i lemljenja? Koja je razlika između lemljenja i lemljenja? Istražimo razlike i komparativne prednosti kao i uobičajene primjene. Ova rasprava će produbiti vaše razumijevanje spajanja metala i pomoći vam u identificiranju optimalnog pristupa za vašu primjenu.

KAKO DJELUJE BRAZIJA


A lemljeni zglob izrađuje se na potpuno drugačiji način od zavarenog spoja. Prva velika razlika je u temperaturi - lemljenje ne topi osnovne metale. To znači da su temperature lemljenja uvijek niže od tačaka topljenja osnovnih metala. Temperature tvrdog lemljenja također su znatno niže od temperatura zavarivanja za iste osnovne metale, koristeći manje energije.

Ako lemljenje ne spaja osnovne metale, kako im se spaja? Djeluje stvaranjem metalurške veze između punila i površina dva metala koja se spajaju. Princip kojim se puni metal izvlači kroz spoj kako bi se stvorila ova veza je kapilarno djelovanje. U postupku lemljenja široko nanosite toplinu na osnovne metale. Zatim se dopunski metal dovodi u kontakt sa zagrijanim dijelovima. Trenutno se topi toplinom u osnovnim metalima i uvlači kapilarnim djelovanjem u potpunosti kroz zglob. Tako se izrađuje lemljeni spoj.

Aplikacije za lemljenje uključuju elektroniku / elektriku, vazduhoplovstvo, automobilsku industriju, HVAC / R, građevinarstvo i još mnogo toga. Primjeri se kreću od klima uređaja za automobile do visoko osjetljivih lopatica mlazne turbine do satelitskih komponenti do finog nakita. Lemljenje nudi značajnu prednost u aplikacijama koje zahtijevaju spajanje različitih osnovnih metala, uključujući bakar i čelik, kao i nemetale poput volframovog karbida, glinice, grafita i dijamanta.

Komparativne prednosti. Prvo, lemljeni zglob je jak zglob. Ispravno izrađeni lemljeni spoj (poput zavarenog spoja) u mnogim će slučajevima biti jak ili jači od metala koji se spajaju. Drugo, spoj se izrađuje na relativno niskim temperaturama, u rasponu od oko 1150 ° F do 1600 ° F (620 ° C do 870 ° C).

Najvažnije je da se osnovni metali nikada ne tope. Budući da se osnovni metali ne tope, oni obično mogu zadržati većinu svojih fizičkih svojstava. Ova cjelovitost osnovnog metala karakteristična je za sve lemljene spojeve, uključujući zglobove tankog i debelog presjeka. Takođe, niža temperatura smanjuje opasnost od izobličenja ili savijanja metala. Uzmite u obzir i da niže temperature zahtijevaju manje toplote - značajan faktor uštede troškova.

Sljedeća važna prednost lemljenja je jednostavnost spajanja različitih metala pomoću fluksa ili legura punjenih jezgrom / premazom. Ako ne morate topiti osnovne metale da biste ih spojili, nije važno imaju li tačke topljenja vrlo različite. Možete lemiti čelik na bakar jednako lako kao čelik na čelik. Zavarivanje je druga priča jer morate rastopiti osnovne metale da bi se oni stopili. To znači da ako pokušate zavariti bakar (talište 1981 ° F / 1083 ° C) na čelik (talište 2500 ° F / 1370 ° C), morate koristiti prilično sofisticirane i skupe tehnike zavarivanja. Potpuna jednostavnost spajanja različitih metala konvencionalnim postupcima lemljenja znači da možete odabrati metale koji najbolje odgovaraju funkciji sklopa, znajući da nećete imati problema sa spajanjem bez obzira na to koliko se oni razlikuju u temperaturama topljenja.

Takođe, a lemljeni zglob ima gladak, povoljan izgled. Postoji noćna i dnevna usporedba između sitnog, urednog fileta lemljenog spoja i guste, nepravilne perlice zavarenog spoja. Ova karakteristika je posebno važna za fuge na potrošačkim proizvodima, gdje je izgled presudan. Lemljeni spoj se gotovo uvijek može koristiti "takav kakav je", bez ikakvih operacija dorade - još jedna ušteda troškova.

Lemljenje nudi još jednu značajnu prednost u odnosu na zavarivanje u tome što operateri obično mogu steći vještine lemljenja brže od vještina zavarivanja. Razlog leži u inherentnoj razlici između dva procesa. Linearni zavareni spoj mora se pratiti preciznom sinhronizacijom nanošenja toplote i taloženjem dopunskog metala. Lemljeni zglob, s druge strane, nastoji da se „napravi“ kapilarnom akcijom. Zapravo, značajan dio vještine koja je uključena u lemljenje temelji se na dizajnu i inženjerstvu spoja. Uporedna brzina visokokvalifikovane obuke rukovaoca važan je faktor troškova.

Na kraju, lemljenje metalom je relativno lako automatizovati. Karakteristike procesa lemljenja - široka primjena topline i jednostavnost pozicioniranja dodatnog metala - pomažu eliminirati potencijalne probleme. Postoji mnogo načina za automatsko zagrijavanje spoja, mnogi oblici lemljenja za popunjavanje metala i mnogi načini njihovog odlaganja, tako da se postupak lemljenja može lako automatizirati za gotovo bilo koji nivo proizvodnje.

KAKO RADI ZAVARIVANJE

Zavarivanje spaja metale topljenjem i spajanjem, obično uz dodatak dodatnog metala za zavarivanje. Proizvedeni zglobovi su jaki - obično toliko snažni koliko su spojeni metali, ili čak jači. Da biste stopili metale, koncentriranom toplinom nanosite direktno na zglobno područje. Ova toplota mora biti visoke temperature da se istope osnovni metali (metali koji se spajaju) i dopunski metali. Stoga temperature zavarivanja počinju na tački topljenja osnovnih metala.

Zavarivanje je općenito pogodno za spajanje velikih sklopova gdje su oba metalna profila relativno debela (0.5 ”/ 12.7 mm) i spojena u jednoj točki. Budući da je kuglica zavarenog spoja nepravilna, obično se ne koristi u proizvodima koji zahtijevaju kozmetičke spojeve. Aplikacije uključuju transport, izgradnju, proizvodnju i servise. Primjeri su robotski sklopovi plus izrada posuda pod pritiskom, mostova, građevinskih konstrukcija, aviona, željezničkih vagona i pruga, cjevovoda i još mnogo toga.

Komparativne prednosti. Budući da je toplina zavarivanja intenzivna, ona je obično lokalizirana i precizno određena; nije praktično primijeniti ga jednoliko na širokom području. Ovaj precizno istaknuti aspekt ima svoje prednosti. Na primjer, ako želite spojiti dvije male metalne trake u jednoj točki, pristup zavarivanju električnim otporom je praktičan. Ovo je brz, ekonomičan način za izradu čvrstih, trajnih zglobova stotinama i hiljadama.

Međutim, ako je zglob linearni, a ne točno određen, pojavljuju se problemi. Lokalizirana toplina zavarivanja može postati nedostatak. Na primjer, ako želite međusobno zavariti dva komada metala, započnite košenjem rubova metalnih dijelova kako biste omogućili prostor za dodatni metal za zavarivanje. Zatim zavarivate, prvo zagrijavajući jedan kraj područja spoja na temperaturu topljenja, a zatim polako pomičući toplinu duž linije spoja, odlažući metal dopune u sinkronizaciji s toplinom. Ovo je tipičan, konvencionalni postupak zavarivanja. Ispravno izrađen, ovaj zavareni spoj je barem jednako čvrst kao i spojeni metali.

Međutim, postoje nedostaci u ovom pristupu zavarivanja linearnim spojevima. Spojevi se izrađuju na visokim temperaturama - dovoljno visokim da se istope i neplemeniti i dopunski metali. Ove visoke temperature mogu uzrokovati probleme, uključujući moguće izobličenje i savijanje osnovnih metala ili naprezanja oko područja zavarivanja. Te su opasnosti minimalne kada su metali koji se spajaju debeli, ali mogu postati problemi kada su osnovni metali tankih profila. Također, visoke temperature su skupe, jer je toplina energija, a energija košta. Što vam je više toplote potrebno za izradu spoja, to će skuplje koštati proizvodnju.

Sada razmotrite automatizirani postupak zavarivanja. Šta se događa kada se pridružite ne jednom, već stotinama ili hiljadama sklopova? Zavarivanje po svojoj prirodi predstavlja probleme u automatizaciji. Otporno-zavareni spoj izrađen na jednom mjestu relativno je lako automatizirati. Međutim, kada tačka jednom postane linija - linearni zglob - linija se mora ponovo pratiti. Moguće je automatizirati ovu operaciju praćenja, pomičući spojnu liniju, na primjer, pored grejne stanice i automatski dovodeći žicu za punjenje iz velikih kalema. Ovo je složena i zahtjevna postavka, koja je opravdana samo kada imate velike serije identičnih dijelova.

Imajte na umu da se tehnike zavarivanja neprestano poboljšavaju. Možete zavarivati ​​na proizvodnoj osnovi elektronskim snopom, pražnjenjem kondenzatora, trenjem i drugim metodama. Ovi sofisticirani procesi obično zahtijevaju specijaliziranu i skupu opremu plus složene, dugotrajne postavke. Razmislite jesu li praktični za kraće proizvodne serije, promjene u konfiguraciji sklopa ili tipične svakodnevne zahtjeve za spajanjem metala.

Odabir pravog postupka spajanja metala
Ako su vam potrebni trajni i čvrsti spojevi, vjerojatno ćete suziti svoj metal spajajući zavarivanje nasuprot lemljenje. Za zavarivanje i lemljenje koristi se toplota i dopunski metali. Oboje se mogu izvoditi na proizvodnoj osnovi. Međutim, sličnost tu završava. Oni rade različito, zato zapamtite ova razmatranja oko lemljenja i zavarivanja:

Veličina sklopa
Debljina presjeka od osnovnih metala
Spojni ili linijski zahtjevi za zglobove
Metali koji se spajaju
Potrebna konačna količina montaže
Ostale opcije? Mehanički pričvršćeni zglobovi (navojni, zabodeni ili zakovani) uglavnom se ne uspoređuju s lemljenim zglobovima po čvrstoći, otpornosti na udarce i vibracije ili nepropusnosti. Ljepljivo lijepljenje i lemljenje osigurat će trajne veze, ali generalno niti jedno niti drugo ne mogu pružiti čvrstoću lemljenog spoja - jednaku ili veću od snage samih osnovnih metala. Niti mogu, po pravilu, proizvesti spojeve koji pružaju otpornost na temperature iznad 200 ° F (93 ° C). Kada su vam potrebni trajni, robusni spojevi metal-metal, lemljenje je jak suparnik.