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 usporedne prednosti kao i uobičajene primjene. Ova će rasprava produbiti vaše razumijevanje spajanja metala i pomoći vam u prepoznavanju optimalnog pristupa za vašu primjenu.

KAKO DJELUJE BRAZA


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 tališta osnovnih metala. Temperature lemljenja također su znatno niže od temperatura zavarivanja za iste osnovne metale, uz manje energije.

Ako lemljenje ne spaja osnovne metale, kako im se pridružuje? Djeluje stvaranjem metalurške veze između punila i površina dvaju metala koji se spajaju. Načelo 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 punilo dovodi u kontakt s zagrijanim dijelovima. Trenutno se topi toplinom u osnovnim metalima i uvlači kapilarnim djelovanjem u potpunosti kroz zglob. Tako se izrađuje lemljeni spoj.

Primjene za lemljenje uključuju elektroniku / električnu, zrakoplovnu, automobilsku, HVAC / R, građevinsku i još mnogo toga. Primjeri se kreću od klimatizacijskih sustava za automobile do visoko osjetljivih lopatica mlazne turbine do satelitskih komponenata do finog nakita. Lemljenje nudi značajnu prednost u primjenama koje zahtijevaju spajanje različitih osnovnih metala, uključujući bakar i čelik, kao i nemetale poput volframovog karbida, glinice, grafita i dijamanta.

Usporedne prednosti. Prvo, lemljeni zglob je snažni 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. Također, niža toplina minimizira opasnost od izobličenja ili savijanja metala. Uzmite u obzir i da niže temperature zahtijevaju manje topline - značajan faktor uštede troškova.

Sljedeća važna prednost lemljenja je jednostavnost spajanja različitih metala pomoću fluksa ili legura s jezgrom ili premazom. Ako ne morate topiti osnovne metale da biste ih spojili, nije važno imaju li vrlo različita tališta. Možete lemiti čelik na bakar jednako lako kao čelik na čelik. Zavarivanje je druga priča, jer morate rastopiti osnovne metale da bi se stapili. To znači da ako pokušate zavariti bakar (točka taljenja 1981 ° F / 1083 ° C) na čelik (točka taljenja 2500 ° F / 1370 ° C), morate upotrijebiti prilično sofisticirane i skupe tehnike zavarivanja. Potpuna jednostavnost spajanja različitih metala uobičajenim postupcima lemljenja znači da možete odabrati sve metale koji najbolje odgovaraju funkciji sklopa, znajući da vam neće biti problem spojiti ih bez obzira na to koliko se oni razlikuju u temperaturama topljenja.

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

Lemljenje nudi još jednu značajnu prednost u odnosu na zavarivanje u tome što rukovatelji obično mogu steći vještine lemljenja brže od zavarivanja. Razlog leži u svojstvenoj razlici između dva procesa. Linearni zavareni spoj mora se pratiti preciznom sinkronizacijom primjene topline i taloženjem dopunskog metala. Lemljeni zglob, s druge strane, nastoji se "stvoriti" kapilarnim djelovanjem. Zapravo je značajan dio vještine koja je uključena u lemljenje ukorijenjen u dizajnu i inženjerstvu spoja. Usporedna brzina visokokvalificirane obuke rukovatelja važan je čimbenik troškova.

Konačno, lemljenje metalom relativno je lako automatizirati. Karakteristike postupka lemljenja - široka primjena topline i jednostavnost postavljanja 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 koju razinu proizvodnje.

KAKO DJELUJE 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 izravno na zglobno područje. Ta toplina mora biti visoke temperature da se istope osnovni metali (metali koji se spajaju) i punjeni metali. Stoga temperature zavarivanja počinju na točki topljenja osnovnih metala.

Zavarivanje je općenito pogodno za spajanje velikih sklopova gdje su oba metalna dijela 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. Prijave uključuju prijevoz, izgradnju, proizvodnju i servis. Primjeri su robotski sklopovi plus izrada posuda pod tlakom, mostova, građevinskih konstrukcija, zrakoplova, željezničkih vagona i pruga, cjevovoda i još mnogo toga.

Usporedne prednosti. Budući da je toplina zavarivanja intenzivna, obično je 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 tisućama.

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 zavarujete, prvo zagrijavajući jedan kraj područja spoja na temperaturu topljenja, a zatim polako pomičući toplinu duž linije spoja, odlažući metal dopune sinkronizirano s toplinom. Ovo je tipičan, uobičajeni postupak zavarivanja. Ispravno izrađen, ovaj zavareni spoj je barem jednako čvrst kao i spojeni metali.

Međutim, postoje nedostaci ovog pristupa zavarivanja linearnim zglobovima. Spojevi su izrađeni na visokim temperaturama - dovoljno visokim da se istope i neplemeniti i dopunski metal. Te 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 kad su osnovni metali tanki dijelovi. Također, visoke temperature su skupe, jer je toplina energija, a energija košta. Što vam je više topline potrebno za izradu spoja, to će skuplje koštati proizvodnju.

Sada razmotrite automatizirani postupak zavarivanja. Što se događa kada se pridružite ne jednom, već stotinama ili tisućama sklopova? Zavarivanje po svojoj prirodi predstavlja probleme u automatizaciji. Otporno-zavareni spoj izrađen u jednoj točki relativno je lako automatizirati. Međutim, nakon što točka ponovno postane linija - linearni zglob - linija se mora ponovo pratiti. Moguće je automatizirati ovu operaciju praćenja, pomičući spojnu cijev, na primjer, pored stanice za grijanje i automatski dovodeći žicu za punjenje iz velikih kalema. Ovo je složena i zahtjevna postavka, koja je zajamčena 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 postupci obično zahtijevaju specijaliziranu i skupu opremu te složene, dugotrajne postavke. Razmislite jesu li praktični za kraće proizvodne serije, promjene u konfiguraciji sklopa ili uobičajene 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 koriste se toplina i dopunski metali. Oboje se mogu izvoditi na proizvodnoj osnovi. Međutim, sličnost tu završava. Djeluju različito, zato zapamtite ova razmatranja o lemljenju i zavarivanju:

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