Îmbinarea metalului cu brazare și sudare

Îmbinarea metalului cu brazare și sudare

Există mai multe metode disponibile pentru îmbinarea metalelor, inclusiv sudarea, lipirea și lipirea. Care este diferența dintre sudare și lipire? Care este diferența dintre lipire și lipire? Să explorăm distincțiile plus avantajele comparative, precum și aplicațiile comune. Această discuție vă va aprofunda înțelegerea îmbinării metalice și vă va ajuta să identificați abordarea optimă pentru aplicația dvs.

CUM FUNCȚIONEAZĂ FRÂNAREA


A articulație brazată este realizat într-o manieră complet diferită de o îmbinare sudată. Prima mare diferență este de temperatură - lipirea nu topește metalele de bază. Aceasta înseamnă că temperaturile de lipire sunt invariabil mai mici decât punctele de topire ale metalelor de bază. Temperaturile de brazare sunt, de asemenea, semnificativ mai mici decât temperaturile de sudare pentru aceleași metale de bază, folosind mai puțină energie.

Dacă lipirea nu fuzionează metalele de bază, cum se unește cu ele? Funcționează prin crearea unei legături metalurgice între metalul de umplere și suprafețele celor două metale unite. Principiul prin care metalul de umplere este tras prin articulație pentru a crea această legătură este acțiunea capilară. Într-o operație de lipire, aplicați căldură pe larg pe metalele de bază. Metalul de umplutură este apoi adus în contact cu piesele încălzite. Este topit instantaneu de căldura din metalele de bază și tras prin acțiune capilară complet prin articulație. Astfel se realizează o îmbinare brazată.

Aplicațiile de brazare includ electronice / electrice, aerospațiale, auto, HVAC / R, construcții și multe altele. Exemplele variază de la sistemele de aer condiționat pentru automobile până la palele cu turbină cu reacție foarte sensibile la componentele satelitului până la bijuteriile fine. Brazarea oferă un avantaj semnificativ în aplicații care necesită îmbinarea unor metale de bază diferite, inclusiv cupru și oțel, precum și nemetale precum carbură de tungsten, alumină, grafit și diamant.

Avantaje comparative. În primul rând, o articulație brazată este o articulație puternică. O îmbinare brazată realizată corespunzător (ca o îmbinare sudată) va fi în multe cazuri la fel de puternică sau mai puternică decât metalele care se unesc. În al doilea rând, îmbinarea se realizează la temperaturi relativ scăzute, variind de la aproximativ 1150 ° F la 1600 ° F (620 ° C la 870 ° C).

Cel mai semnificativ, metalele de bază nu sunt niciodată topite. Deoarece metalele de bază nu sunt topite, ele își pot păstra de obicei cele mai multe proprietăți fizice. Această integritate a metalului de bază este caracteristică tuturor îmbinărilor brazate, inclusiv îmbinărilor cu secțiune subțire și groasă. De asemenea, căldura mai mică minimizează pericolul de distorsiune sau deformare a metalului. Luați în considerare și faptul că temperaturile mai scăzute necesită mai puțină căldură - un factor semnificativ de economisire a costurilor.

Un alt avantaj important al lipirii este ușurința îmbinării metalelor diferite folosind flux sau aliaje cu miez de flux / acoperite. Dacă nu trebuie să topiți metalele de bază pentru a le uni, nu contează dacă au puncte de topire foarte diferite. Puteți lipi oțelul de cupru la fel de ușor ca oțelul de oțel. Sudarea este o poveste diferită, deoarece trebuie să topiți metalele de bază pentru a le contopi. Aceasta înseamnă că, dacă încercați să sudați cuprul (punctul de topire 1981 ° F / 1083 ° C) la oțelul (punctul de topire 2500 ° F / 1370 ° C), trebuie să utilizați tehnici de sudare destul de sofisticate și costisitoare. Ușurința totală de a uni metalele diferite prin procedurile convenționale de lipire înseamnă că puteți selecta orice metale sunt cele mai potrivite pentru funcția de asamblare, știind că nu veți avea nicio problemă să le uniți, indiferent de cât de mult variază acestea la temperaturile de topire.

Deasemenea o articulație brazată are un aspect neted, favorabil. Există o comparație pe timp de noapte și zi între filetul mic și îngrijit al unei îmbinări brazate și mărgeaua groasă și neregulată a unei îmbinări sudate. Această caracteristică este deosebit de importantă pentru îmbinările produselor de consum, unde aspectul este critic. O îmbinare brazată poate fi utilizată aproape întotdeauna „așa cum este”, fără a fi necesare operații de finisare - o altă economie de cost.

Brazarea oferă un alt avantaj semnificativ față de sudură, deoarece operatorii pot dobândi abilități de brazare mai repede decât abilitățile de sudare. Motivul constă în diferența inerentă dintre cele două procese. O îmbinare sudată liniară trebuie urmărită cu sincronizarea precisă a aplicării căldurii și depunerea metalului de umplere. O articulație brazată, pe de altă parte, tinde să se „facă singură” prin acțiune capilară. De fapt, o parte considerabilă a abilităților implicate în lipire este înrădăcinată în proiectarea și ingineria îmbinării. Viteza comparativă a instruirii cu înaltă calificare a operatorilor este un factor important de cost.

În cele din urmă, lipirea metalelor este relativ ușor de automatizat. Caracteristicile procesului de lipire - aplicații la căldură largă și ușurința poziționării metalelor de umplere - ajută la eliminarea potențialului de probleme. Există multe modalități de încălzire a îmbinării în mod automat, multe forme de lipire a metalului de umplere și multe modalități de a le depune astfel încât o operație de lipire să poată fi automatizată cu ușurință pentru aproape orice nivel de producție.

CUM FUNCȚIONEAZĂ SUDAREA

Sudarea unește metalele prin topirea și topirea acestora, de obicei cu adăugarea unui metal de umplutură de sudură. Îmbinările produse sunt puternice - de obicei la fel de puternice ca metalele unite sau chiar mai puternice. Pentru a fuziona metalele, aplicați o căldură concentrată direct pe zona articulației. Această căldură trebuie să aibă o temperatură ridicată pentru a topi metalele de bază (metalele care se unesc) și metalele de umplere. Prin urmare, temperaturile de sudare încep de la punctul de topire al metalelor de bază.

Sudarea este în general potrivită pentru îmbinarea ansamblurilor mari în care ambele secțiuni metalice sunt relativ groase (0.5 ”/ 12.7 mm) și îmbinate într-un singur punct. Deoarece talonul unei îmbinări sudate este neregulat, nu este de obicei utilizat în produsele care necesită îmbinări cosmetice. Aplicațiile includ ateliere de transport, construcție, fabricație și reparații. Exemple sunt ansamblurile robotizate plus fabricarea de vase sub presiune, poduri, structuri de construcții, aeronave, vagoane și căi ferate, conducte și multe altele.

Avantaje comparative. Deoarece căldura de sudură este intensă, este de obicei localizată și identificată; nu este practic să-l aplicați uniform pe o zonă largă. Acest aspect precis are avantajele sale. De exemplu, dacă doriți să uniți două benzi mici de metal într-un singur punct, o abordare de sudare prin rezistență electrică este practică. Acesta este un mod rapid și economic de a realiza articulații puternice și permanente cu sute și mii.

Dacă articulația este mai degrabă liniară decât identificată, apar probleme. Căldura localizată a sudurii poate deveni un dezavantaj. De exemplu, dacă doriți să sudurați două bucăți de metal, începeți prin a teși marginile pieselor de metal pentru a permite spațiul pentru metalul de umplutură de sudură. Apoi sudați, încălzind mai întâi un capăt al zonei de îmbinare la temperatura de topire, apoi mutând încet căldura de-a lungul liniei de îmbinare, depunând metalul de umplere în sincronizare cu căldura. Aceasta este o operație de sudare convențională tipică. Realizată corect, această îmbinare sudată este cel puțin la fel de puternică ca și metalele îmbinate.

Cu toate acestea, există dezavantaje în această abordare de sudare liniară-articulară. Îmbinările sunt realizate la temperaturi ridicate - suficient de ridicate pentru a topi atât metalele de bază, cât și metalul de umplere. Aceste temperaturi ridicate pot cauza probleme, inclusiv posibile distorsiuni și deformări ale metalelor de bază sau tensiuni în jurul zonei de sudură. Aceste pericole sunt minime atunci când metalele care se unesc sunt groase, dar pot deveni probleme atunci când metalele de bază sunt secțiuni subțiri. De asemenea, temperaturile ridicate sunt scumpe, deoarece căldura este energie și energia costă bani. Cu cât aveți nevoie de mai multă căldură pentru a realiza îmbinarea, cu atât va costa mai mult îmbinarea.

Acum, luați în considerare procesul automat de sudare. Ce se întâmplă atunci când vă înscrieți nu într-o singură adunare, ci în sute sau mii de adunări? Sudarea, prin natura sa, prezintă probleme în automatizare. O îmbinare de rezistență-sudură realizată într-un singur punct este relativ ușor de automatizat. Cu toate acestea, odată ce punctul devine o linie - o îmbinare liniară - încă o dată, linia trebuie trasată. Este posibil să automatizați această operațiune de urmărire, deplasând linia de îmbinare, de exemplu, trecând de o stație de încălzire și alimentând automat firul de umplere din bobine mari. Aceasta este o configurație complexă și exigentă, însă, justificată numai atunci când aveți producții mari de piese identice.

Rețineți că tehnicile de sudare se îmbunătățesc continuu. Puteți suda pe bază de producție prin fascicul de electroni, descărcare condensator, frecare și alte metode. Aceste procese sofisticate necesită, de obicei, echipamente specializate și costisitoare, plus setări complexe și consumatoare de timp. Luați în considerare dacă acestea sunt practice pentru producții mai scurte, modificări ale configurației ansamblului sau cerințe tipice zilnice de îmbinare a metalelor.

Alegerea procesului corect de îmbinare a metalelor
Dacă aveți nevoie de îmbinări care sunt atât permanente, cât și puternice, probabil că vă veți restrânge considerentele metalice, unindu-vă la sudare versus brazare. Sudarea și lipirea utilizează atât căldură, cât și metale de umplere. Ambele pot fi realizate pe bază de producție. Cu toate acestea, asemănarea se termină acolo. Acestea funcționează diferit, deci amintiți-vă aceste considerații de lipire față de sudare:

Dimensiunea ansamblului
Grosimea secțiunilor metalice de bază
Cerințe de articulație spot sau linie
Metale fiind îmbinate
Cantitatea finală de asamblare necesară
Alte optiuni? Îmbinările fixate mecanic (filetate, fixate sau nituite) nu se compară, în general, cu îmbinările brazate ca rezistență, rezistență la șoc și vibrații sau etanșeitate. Lipirea și lipirea adezive vor asigura legături permanente, dar, în general, niciuna dintre acestea nu poate oferi rezistența unei îmbinări brazate - egală sau mai mare decât cea a metalelor de bază în sine. De asemenea, ele nu pot produce, de regulă, îmbinări care oferă rezistență la temperaturi de peste 200 ° C (93 ° F). Atunci când aveți nevoie de îmbinări metal-metal permanente și robuste, lipirea este un concurent puternic.