Spojování kovů pájením a svařováním

Spojování kovů pájením a svařováním

Existuje několik metod spojování kovů, včetně svařování, pájení natvrdo a pájení. Jaký je rozdíl mezi svařováním a pájením na tvrdo? Jaký je rozdíl mezi pájením na tvrdo a pájením na tvrdo? Pojďme prozkoumat rozdíly plus komparativní výhody i běžné aplikace. Tato diskuse prohloubí vaše chápání spojování kovů a pomůže vám určit optimální přístup pro vaši aplikaci.

JAK FUNGUJE BRAZING


A pájený spoj je vyroben úplně jiným způsobem než svařovaný spoj. První velký rozdíl je v teplotě - tvrdé pájení neroztaví základní kovy. To znamená, že pájecí teploty jsou vždy nižší než teploty tání základních kovů. Teploty pájení na tvrdo jsou také výrazně nižší než teploty svařování u stejných obecných kovů při nižší spotřebě energie.

Pokud tvrdé pájení netaví základní kovy, jak se k nim připojí? Funguje to tak, že se vytvoří metalurgická vazba mezi výplňovým kovem a povrchy dvou spojovaných kovů. Princip, kterým je výplňový kov tažen spojem k vytvoření této vazby, je kapilární účinek. Při pájení natvrdo aplikujete teplo na obecné kovy. Přídavný kov je poté uveden do kontaktu s ohřátými částmi. Okamžitě se taví teplem v základních kovech a kapilárním působením je zcela tažen spojem. Takto se vyrábí pájený spoj.

Mezi aplikace pro tvrdé pájení patří elektronika / elektřina, letecký průmysl, automobilový průmysl, HVAC / R, stavebnictví a další. Příklady sahají od klimatizačních systémů pro automobily přes vysoce citlivé lopatky tryskových turbín přes satelitní komponenty až po jemné šperky. Pájení nabízí významnou výhodu v aplikacích, které vyžadují spojování různých obecných kovů, včetně mědi a oceli, jakož i nekovů, jako je karbid wolframu, oxid hlinitý, grafit a diamant.

Srovnávací výhody. Nejprve je pájeným spojem silný spoj. Správně vyrobený pájený spoj (jako svařovaný spoj) bude v mnoha případech stejně silný nebo silnější než spojované kovy. Za druhé, spoj se provádí při relativně nízkých teplotách, které se pohybují od přibližně 1150 ° C do 1600 ° C (620 ° F až 870 ° F).

Nejvýznamnější je, že základní kovy se nikdy neroztaví. Protože obecné kovy nejsou roztaveny, mohou si obvykle zachovat většinu svých fyzikálních vlastností. Tato integrita obecného kovu je charakteristická pro všechny pájené spoje, včetně jak tenkých, tak silných profilů. Nižší teplota také minimalizuje nebezpečí zkreslení nebo deformace kovu. Vezměte také v úvahu, že nižší teploty vyžadují méně tepla - významný faktor úspory nákladů.

Další důležitou výhodou pájení na tvrdo je snadnost spojování odlišných kovů pomocí tavidla nebo slitin s plnivem / potažených slitinami. Pokud nemusíte tavit základní kovy, abyste se k nim připojili, nezáleží na tom, zda mají velmi rozdílné teploty tání. Ocel na měď můžete pájet stejně snadno jako ocel na ocel. Svařování je jiný příběh, protože musíte roztavit obecné kovy, abyste je spojili. To znamená, že pokud se pokusíte svařovat měď (bod tání 1981 ° C) s ocelí (bod tání 1083 ° C), musíte použít poměrně sofistikovanou a nákladnou svařovací techniku. Celková snadnost spojování odlišných kovů pomocí konvenčních postupů pájení na tvrdo znamená, že si můžete vybrat, které kovy jsou nejvhodnější pro funkci sestavy, s vědomím, že s nimi nebudete mít problém spojit bez ohledu na to, jak velmi se mění teploty tání.

Také, a pájený spoj má hladký, příznivý vzhled. K dispozici je noční a denní srovnání mezi malým, úhledným zaoblením pájeného spoje a silným, nepravidelným okrajem svařovaného spoje. Tato vlastnost je obzvláště důležitá pro spoje na spotřebních výrobcích, kde je kritický vzhled. Pájený spoj lze téměř vždy použít „tak, jak je“, bez nutnosti jakýchkoli dokončovacích operací - další úspora nákladů.

Pájení na tvrdo nabízí oproti svařování další významnou výhodu v tom, že operátoři mohou obvykle získat dovednosti v oblasti pájení rychleji než dovednosti svařování. Důvod spočívá v inherentním rozdílu mezi těmito dvěma procesy. Je třeba vysledovat lineární svařovaný spoj s přesnou synchronizací aplikace tepla a usazování přídavného kovu. Pájený spoj má na druhé straně tendenci se „vytvořit“ kapilárním působením. Ve skutečnosti má značná část dovedností při pájení kořeny v konstrukci a konstrukci spoje. Srovnávací rychlost vysoce kvalifikovaného školení obsluhy je důležitým nákladovým faktorem.

Konečně, pájení kovů je relativně snadné automatizovat. Vlastnosti procesu pájení natvrdo - široké použití tepla a snadné umístění přídavného kovu - pomáhají eliminovat potenciální problémy. Existuje mnoho způsobů automatického zahřátí spoje, mnoho forem pájecího výplňového kovu a mnoho způsobů, jak je nanášet, takže lze operaci pájení snadno automatizovat pro téměř jakoukoli úroveň výroby.

JAK SVAŘOVÁNÍ Funguje

Svařování spojuje kovy jejich tavením a tavením dohromady, obvykle přidáním přídavného svařovacího kovu. Vyrobené klouby jsou silné - obvykle stejně silné jako spojované kovy, nebo dokonce pevnější. K roztavení kovů aplikujete koncentrované teplo přímo do oblasti kloubu. Toto teplo musí mít vysokou teplotu, aby se roztavily základní kovy (spojované kovy) a přídavné kovy. Proto svařovací teploty začínají od bodu tání základních kovů.

Svařování je obecně vhodné pro spojování velkých sestav, kde jsou oba kovové profily relativně silné (0.5 ”/ 12.7 mm) a jsou spojeny v jednom bodě. Protože je svarový spoj nepravidelný, obvykle se nepoužívá u výrobků vyžadujících kosmetické spoje. Mezi aplikace patří doprava, konstrukce, výroba a opravny. Příkladem jsou robotické sestavy a výroba tlakových nádob, mostů, stavebních konstrukcí, letadel, železničních vozů a kolejí, potrubí a dalších.

Srovnávací výhody. Protože svařovací teplo je intenzivní, je obvykle lokalizováno a přesně určeno; není praktické ji aplikovat jednotně na širokou oblast. Tento přesně stanovený aspekt má své výhody. Například pokud chcete spojit dva malé kovové pásy v jednom bodě, je praktický přístup k elektrickému odporovému svařování. Jedná se o rychlý a ekonomický způsob, jak vytvořit pevné a trvalé spoje po stovkách a tisících.

Pokud je spoj spíše lineární než přesně vyznačený, nastanou problémy. Lokalizované svařovací teplo se může stát nevýhodou. Chcete-li například svařovat dva kusy kovu na tupo, začněte zkosením okrajů kovových kusů, abyste vytvořili místo pro přídavný svařovací kov. Poté svaríte, nejprve zahřejete jeden konec oblasti spoje na teplotu tání, poté pomalu pohybujete teplem podél linie spoje a synchronizujete s teplem nanášení přídavného kovu. Toto je typická konvenční svařovací operace. Při správném provedení je tento svařovaný spoj přinejmenším stejně silný jako spojované kovy.

Tento přístup ke svařování lineárním spojem však má své nevýhody. Spoje se vyrábějí při vysokých teplotách - dostatečně vysokých pro roztavení jak obecných kovů, tak i přídavného kovu. Tyto vysoké teploty mohou způsobit problémy, včetně možného zkreslení a deformace základních kovů nebo napětí kolem oblasti svaru. Tato nebezpečí jsou minimální, pokud jsou spojované kovy silné, ale mohou se stát problémem, pokud jsou základní kovy tenké části. Vysoké teploty jsou také drahé, protože teplo je energie a energie stojí peníze. Čím více tepla potřebujete k vytvoření spoje, tím více bude jeho výroba nákladná.

Nyní zvažte automatizovaný proces svařování. Co se stane, když se připojíte ne k jedné sestavě, ale ke stovkám nebo tisícům sestav? Svařování ze své podstaty představuje problémy v automatizaci. Automaticky je možné snadno provést odporový svar vytvořený v jednom bodě. Jakmile se však bod stane přímkou ​​- lineárním spojem - čára musí být znovu vysledována. Tuto sledovací operaci je možné automatizovat, například pohybem spojovacího vedení kolem topné stanice a automatickým podáváním plnicího drátu z velkých cívek. Toto je složité a náročné nastavení, zaručené pouze v případě, že máte velké výrobní série identických dílů.

Pamatujte, že svařovací techniky se neustále zlepšují. Svařovat můžete na výrobní bázi pomocí elektronového paprsku, výboje kondenzátoru, tření a dalších metod. Tyto sofistikované procesy obvykle vyžadují specializované a drahé vybavení a složitá a časově náročná nastavení. Zvažte, zda jsou praktické pro kratší výrobní série, změny v konfiguraci montáže nebo typické každodenní požadavky na spojování kovů.

Výběr správného procesu spojování kovů
Pokud potřebujete spoje, které jsou trvalé a pevné, pravděpodobně zúžíte své uvažování spojování kovů se svařováním versus pájení. Svařování i tvrdé pájení využívají teplo i přídavné kovy. Oba je lze provádět na produkční bázi. Tím však podobnost končí. Fungují odlišně, takže si pamatujte tyto úvahy o pájení a svařování:

Velikost sestavy
Tloušťka profilů z obecných kovů
Požadavky na bodové nebo liniové spoje
Spojované kovy
Je zapotřebí konečné montážní množství
Jiné možnosti? Mechanicky upevněné spoje (závitové, vsazené nebo nýtované) se obecně nesrovnají s pájenými spoji v pevnosti, odolnosti proti nárazům a vibracím nebo těsnosti. Lepení a pájení zajistí trvalé spojení, ale obecně žádný z nich nemůže nabídnout pevnost pájeného spoje - stejnou nebo větší než pevnost základních kovů samotných. Rovněž nemohou zpravidla vytvářet spoje, které nabízejí odolnost vůči teplotám nad 200 ° C. Pokud potřebujete trvalé a robustní spoje kov-kov, je tvrdé pájení silným kandidátem.

=