Fogning av metall med hårdlödning och svetsning

Fogning av metall med hårdlödning och svetsning

Det finns flera metoder tillgängliga för sammanfogning av metaller, inklusive svetsning, lödning och lödning. Vad är skillnaden mellan svetsning och hårdlödning? Vad är skillnaden mellan lödning och lödning? Låt oss utforska skillnaderna plus komparativa fördelar samt vanliga applikationer. Denna diskussion kommer att fördjupa din förståelse för metallfogning och hjälpa dig att identifiera det optimala tillvägagångssättet för din applikation.

HUR BRAZING FUNGERAR


A lödförband tillverkas på ett helt annat sätt än en svetsad fog. Den första stora skillnaden är i temperatur - hårdlödning smälter inte basmetallerna. Detta innebär att hårdlödningstemperaturer alltid är lägre än basmetallernas smältpunkter. Lödningstemperaturer är också betydligt lägre än svetstemperaturer för samma basmetaller och använder mindre energi.

Om lödning inte smälter basmetallerna, hur förenas det med dem? Det fungerar genom att skapa en metallurgisk bindning mellan fyllmedlet och ytorna på de två metaller som förenas. Principen genom vilken fyllmedlet dras genom fogen för att skapa denna bindning är kapillärverkan. I en hårdlödningsoperation applicerar du värmen i stort på basmetallerna. Fyllnadsmetallen bringas sedan i kontakt med de uppvärmda delarna. Det smälts omedelbart av värmen i basmetallerna och dras genom kapillärverkan helt genom fogen. Så här tillverkas en lödförband.

Lödningstillämpningar inkluderar elektronik / el, rymd, bil, HVAC / R, konstruktion och mer. Exempel spänner från luftkonditioneringssystem för bilar till mycket känsliga jetturbinblad till satellitkomponenter till fina smycken. Lödning erbjuder en betydande fördel i applikationer som kräver sammanfogning av olika oädla metaller, inklusive koppar och stål samt icke-metaller såsom volframkarbid, aluminiumoxid, grafit och diamant.

Jämförande fördelar. För det första är en lödförband en stark fog. En ordentligt gjord hårdlödad fog (som en svetsad fog) kommer i många fall att vara lika stark eller starkare än de metaller som förenas. För det andra är fogen tillverkad vid relativt låga temperaturer, som sträcker sig från cirka 1150 ° F till 1600 ° F (620 ° C till 870 ° C).

Viktigast är att basmetallerna aldrig smälts. Eftersom basmetallerna inte smälts kan de vanligtvis behålla de flesta av sina fysiska egenskaper. Denna basmetallintegritet är karakteristisk för alla hårdlödda fogar, inklusive både fogar med tunn och tjock sektion. Dessutom minskar den lägre värmen risken för metallförvrängning eller snedvridning. Tänk också på att lägre temperaturer kräver mindre värme - en betydande kostnadsbesparande faktor.

En annan viktig fördel med hårdlödning är det lätta att förena olika metaller med hjälp av fluss- eller flödeskärniga / belagda legeringar. Om du inte behöver smälta basmetallerna för att förena dem, spelar det ingen roll om de har mycket olika smältpunkter. Du kan lödda stål till koppar lika enkelt som stål till stål. Svetsning är en annan historia eftersom du måste smälta basmetallerna för att smälta dem. Det betyder att om du försöker svetsa koppar (smältpunkt 1981 ° F / 1083 ° C) till stål (smältpunkt 2500 ° F / 1370 ° C), måste du använda ganska sofistikerade och dyra svetstekniker. Den totala lättheten att förena olika metaller genom konventionella hårdlödningsprocedurer gör att du kan välja vilka metaller som passar bäst för monteringens funktion, medvetna om att du inte har några problem att ansluta dem oavsett hur mycket de varierar i smälttemperaturen.

Också en lödförband har ett smidigt och gynnsamt utseende. Det finns en jämförelse natt och dag mellan den lilla, snygga fileten i en lödad fog och den tjocka, oregelbundna pärlan i en svetsad fog. Denna egenskap är särskilt viktig för fogar på konsumentprodukter, där utseendet är kritiskt. En hårdlödad fog kan nästan alltid användas ”som den är” utan att behöva efterbehandla - ytterligare en kostnadsbesparing.

Lödning erbjuder en annan betydande fördel jämfört med svetsning genom att operatörer vanligtvis kan få hårdlödningskunskaper snabbare än svetsfärdigheter. Anledningen ligger i den inneboende skillnaden mellan de två processerna. En linjär svetsfog måste spåras med exakt synkronisering av värmeapplikation och avsättning av fyllmedel. En lödförband, å andra sidan, tenderar att "göra sig" genom kapilläråtgärd. I själva verket är en betydande del av den skicklighet som är involverad i hårdlödning rotad i konstruktionen och konstruktionen av fogen. Den jämförande hastigheten för högutbildad operatörsutbildning är en viktig kostnadsfaktor.

Slutligen metalllödning är relativt lätt att automatisera. Lödprocessens egenskaper - breda värmetillämpningar och enkel placering av fyllmedelmetall - hjälper till att eliminera risken för problem. Det finns många sätt att värma fogen automatiskt, många former av hårdlödningsfyllnadsmetall och många sätt att deponera dem så att en lödning lätt kan automatiseras för nästan alla produktionsnivåer.

HUR SVETSNINGEN FUNGERAR

Svetsning förenar metaller genom att smälta och smälta samman dem, vanligtvis med tillsats av en svetsfyllnadsmetall. De fogar som produceras är starka - vanligtvis lika starka som de förenade metallerna eller ännu starkare. För att smälta metallerna applicerar du en koncentrerad värme direkt på fogområdet. Denna värme måste ha en hög temperatur för att smälta basmetallerna (metallerna som förenas) och fyllmetallerna. Därför börjar svetstemperaturerna vid basmetallernas smältpunkt.

Svetsning är vanligtvis lämplig för att sammanfoga stora enheter där båda metallsektionerna är relativt tjocka (0.5 ”/ 12.7 mm) och förenade vid en enda punkt. Eftersom pärlan i en svetsad fog är oregelbunden används den vanligtvis inte i produkter som kräver kosmetiska fogar. Tillämpningarna inkluderar transport, konstruktion, tillverkning och verkstäder. Exempel är robotaggregat plus tillverkning av tryckkärl, broar, byggnadskonstruktioner, flygplan, järnvägsbussar och spår, rörledningar och mer.

Jämförande fördelar. Eftersom svetsvärmen är intensiv lokaliseras den och lokaliseras vanligtvis; det är inte praktiskt att applicera det enhetligt över ett brett område. Denna tydliga aspekt har sina fördelar. Till exempel, om du vill förena två små metallremsor på en enda punkt, är en elektrisk motståndssvetsmetod praktisk. Detta är ett snabbt, ekonomiskt sätt att skapa starka, permanenta leder i hundratusentals.

Om fogen är linjär snarare än fastställd uppstår dock problem. Den lokala svetsvärmen kan bli en nackdel. Om du till exempel vill svetsa två metallstycken, börjar du med att avfasa kanterna på metallbitarna för att ge plats för svetsfyllnadsmetallen. Sedan svetsar du upp, först värmer upp den ena änden av fogområdet till smälttemperaturen och flyttar sedan långsamt värmen längs foglinjen och deponerar fyllmedel i synkronisering med värmen. Detta är en typisk, konventionell svetsoperation. Korrekt tillverkad är denna svetsade fog minst lika stark som de förenade metallerna.

Det finns emellertid nackdelar med detta linjära fogsvetsningsmetod. Fogarna är gjorda vid höga temperaturer - tillräckligt höga för att smälta både basmetaller och fyllmedel. Dessa höga temperaturer kan orsaka problem, inklusive eventuell förvrängning och förvrängning av basmetaller eller påkänningar runt svetsområdet. Dessa faror är minimala när metallerna som förenas är tjocka, men de kan bli problem när basmetallerna är tunna sektioner. Höga temperaturer är också dyra eftersom värme är energi och energi kostar pengar. Ju mer värme du behöver för att göra skarven, desto mer kostar skarven att producera.

Tänk nu på den automatiska svetsprocessen. Vad händer när du inte går med i en församling utan hundratals eller tusentals församlingar? Svetsning innebär i sin natur automatiseringsproblem. En motståndssvetsfog tillverkad vid en enda punkt är relativt lätt att automatisera. Men när punkten en gång blir en linje - en linjär fog - återigen måste linjen spåras. Det är möjligt att automatisera denna spårning, flytta foglinjen till exempel förbi en värmestation och mata påfyllningstråd automatiskt från stora spolar. Detta är en komplex och krävande installation, men garanteras bara när du har stora produktionskörningar av identiska delar.

Tänk på att svetsteknikerna ständigt förbättras. Du kan svetsa på produktionsbasis via elektronstråle, kondensatorurladdning, friktion och andra metoder. Dessa sofistikerade processer kräver vanligtvis specialiserad och dyr utrustning plus komplexa, tidskrävande inställningar. Tänk på om de är praktiska för kortare produktionskörningar, ändringar i monteringskonfiguration eller typiska dagliga metallfogningskrav.

Välja rätt metallanslutningsprocess
Om du behöver fogar som är både permanenta och starka kommer du troligtvis att begränsa din metall som överväger att svetsa kontra lödning. Svetsning och hårdlödning använder både värme och fyllmedel. De kan båda utföras på produktionsbasis. Likheten slutar dock där. De fungerar annorlunda, så kom ihåg dessa lödning vs svetsning överväganden:

Enhetens storlek
Tjockleken på basmetallavsnitten
Punkt- eller linjekopplingskrav
Metaller sammanfogas
Slutlig monteringsmängd som behövs
Andra alternativ? Mekaniskt fästa fogar (gängade, insatta eller nitade) jämförs i allmänhet inte med lödda fogar i styrka, motståndskraft mot stötar och vibrationer eller läckagetäthet. Självhäftande bindning och lödning ger permanenta bindningar, men i allmänhet kan ingen av dem erbjuda styrkan hos en lödförband - lika med eller större än basmetallernas själva. Inte heller kan de producera fogar som har motstånd mot temperaturer över 200 ° F (93 ° C). När du behöver permanenta, robusta metall-till-metallfogar, är hårdlödning en stark konkurrent.