اتصال فلز با جوش و جوشکاری

اتصال فلز با جوش و جوشکاری

روشهای مختلفی برای اتصال فلزات از جمله جوشکاری ، لحیم کاری و لحیم کاری در دسترس است. تفاوت بین جوشکاری و لحیم کاری چیست؟ تفاوت بین لحیم کاری و لحیم کاری چیست؟ بیایید تمایزات به علاوه مزایای مقایسه ای و همچنین برنامه های رایج را بررسی کنیم. این بحث درک شما را از پیوستن به فلز عمیق تر می کند و به شما کمک می کند تا روش بهینه برای برنامه خود را شناسایی کنید.

چگونه کار می کند

A مفصل لحیم کاری شده کاملاً متفاوت از یک اتصال جوش داده شده ساخته شده است. اولین تفاوت بزرگ در دما است - جوشکاری فلزات اساسی را ذوب نمی کند. این بدان معنی است که دمای لحیم کاری به طور قابل توجهی پایین تر از نقاط ذوب فلزات پایه است. درجه حرارت لحیم کاری نیز به طور قابل توجهی پایین تر از درجه حرارت جوشکاری برای همان فلزات اساسی است ، با استفاده از انرژی کمتر.

اگر جوشکاری فلزات پایه را ذوب نمی کند ، چگونه به آنها می پیوندد؟ این ماده با ایجاد یک پیوند متالورژی بین فلز پرکننده و سطوح دو فلز که به هم متصل می شوند ، کار می کند. اصلی که توسط آن فلز پرکننده از طریق اتصال برای ایجاد این پیوند کشیده می شود ، عمل مویرگی است. در یک عملیات لحیم کاری ، شما گرما را به طور گسترده به فلزات پایه وارد می کنید. سپس فلز پرکننده با قطعات گرم شده تماس پیدا می کند. بلافاصله توسط گرما در فلزات پایه ذوب شده و با عمل مویرگی کاملاً از طریق مفصل کشیده می شود. به این ترتیب یک اتصال لحیم کاری ساخته می شود.

برنامه های جوشکاری شامل الکترونیک / برق ، هوا فضا ، خودرو ، HVAC / R ، ساخت و ساز و موارد دیگر است. مثالها از سیستمهای تهویه مطبوع خودرو تا پره های توربین جت بسیار حساس تا اجزای ماهواره گرفته تا جواهرات خوب را شامل می شود. جوشکاری مزیت قابل توجهی در کاربردهایی دارد که نیاز به اتصال فلزات پایه غیرمشابه ، از جمله مس و فولاد و همچنین غیر فلزات مانند کاربید تنگستن ، آلومینا ، گرافیت و الماس دارد.

مزایای مقایسه ای اول ، یک اتصال لحیم شده یک مفصل قوی است. یک اتصال لحیم کاری درست (مانند یک اتصال جوش داده شده) در بسیاری از موارد از مقاومت یا استحکام بیشتری نسبت به فلزات متصل شده برخوردار خواهد بود. دوم ، اتصال در دمای نسبتاً کم ساخته می شود ، از حدود 1150 درجه فارنهایت تا 1600 درجه فارنهایت (620 درجه سانتیگراد تا 870 درجه سانتیگراد).

مهمترین ، فلزات پایه هرگز ذوب نمی شوند. از آنجا که فلزات پایه ذوب نشده اند ، به طور معمول می توانند بیشتر خصوصیات فیزیکی خود را حفظ کنند. این یکپارچگی فلز پایه مشخصه تمام اتصالات لحیم کاری ، از جمله اتصالات با مقطع نازک و ضخیم است. همچنین ، گرمای کم خطر اعوجاج یا تاب خوردگی فلز را به حداقل می رساند. این را نیز در نظر بگیرید که دمای پایین به گرمای کمتری احتیاج دارد - یک عامل صرفه جویی قابل توجه.

مزیت مهم دیگر لحیم کاری سهولت اتصال فلزات غیر مشابه با استفاده از آلیاژهای شار یا هسته شار / پوشش داده شده است. اگر برای اتصال به آنها نیازی به ذوب شدن فلزات اساسی نیست ، مهم نیست که آنها دارای نقاط ذوب بسیار متفاوتی باشند. شما می توانید به راحتی فولاد را از مس به فولاد ببندید. جوشکاری داستان متفاوتی است زیرا شما باید فلزات پایه را ذوب کنید تا ذوب شود. این بدان معناست که اگر می خواهید مس (نقطه ذوب 1981 درجه فارنهایت / 1083 درجه سانتیگراد) را به فولاد جوش دهید (نقطه ذوب 2500 درجه فارنهایت / 1370 درجه سانتیگراد) ، باید از روشهای پیچیده و گران قیمت جوشکاری استفاده کنید. سهولت کامل اتصال فلزات غیر مشابه از طریق روشهای لحیم کاری متداول به این معنی است که شما می توانید هر فلزی را که برای عملکرد مجموعه مناسب باشد انتخاب کنید ، بدون اینکه مشکلی در پیوستن به آنها داشته باشید مهم نیست که در دمای ذوب بسیار متفاوت باشد.

همچنین یک مفصل لحیم کاری شده ظاهر صاف و مطلوبی دارد. یک مقایسه شب و روز بین فیله ریز و ظریف یک اتصال لحیم شده و مهره ضخیم و نامنظم یک اتصال جوش داده شده وجود دارد. این خصوصیت به ویژه برای اتصالات روی محصولات مصرفی ، جایی که ظاهر بسیار مهم است ، مهم است. یک اتصال لحیم کاری تقریباً همیشه می تواند "همانطور که هست" مورد استفاده قرار گیرد ، بدون اینکه به هرگونه عملیات تکمیل مورد نیاز باشد - صرفه جویی دیگری در هزینه.

لحیم کاری مزیت قابل توجه دیگری را نسبت به جوشکاری ارائه می دهد از این رو که اپراتورها معمولاً می توانند مهارت های لحیم کاری را سریعتر از مهارت های جوشکاری کسب کنند. دلیل آن تفاوت ذاتی این دو فرایند است. یک اتصال جوش داده شده خطی باید با هماهنگی دقیق کاربرد گرما و رسوب فلز پرکننده ردیابی شود. از طرف دیگر ، یک مفصل جوشی ، از طریق عمل مویرگی تمایل به "ساختن خود" دارد. در واقع ، بخش قابل توجهی از مهارت های مربوط به لحیم کاری در طراحی و مهندسی اتصال ریشه دارد. سرعت مقایسه ای آموزش مهارت های بسیار ماهر یک عامل مهم هزینه است.

در نهایت، لحیم کاری فلز اتوماسیون آن نسبتاً آسان است. ویژگی های فرآیند لحیم کاری - کاربردهای گسترده گرما و سهولت موقعیت فلز پرکننده - به رفع پتانسیل مشکلات کمک می کند. روشهای زیادی برای گرم کردن خودکار مفصل وجود دارد ، اشکال مختلفی از فلز پرکننده لحیم کاری و روشهای زیادی برای رسوب آنها وجود دارد تا یک عمل جوشکاری تقریباً برای هر سطح از تولید به راحتی خودکار شود.

جوشکاری چگونه کار می کند

جوشکاری با ذوب و ذوب شدن فلزات به یکدیگر متصل می شود ، به طور معمول با افزودن فلز پرکننده جوشکاری. اتصالات تولید شده محکم هستند - معمولاً به اندازه اتصال فلزات یا حتی محکم ترند. برای جوشاندن فلزات ، شما یک گرمای غلیظ مستقیم به ناحیه مفصل وارد می کنید. این حرارت باید از درجه حرارت بالا باشد تا فلزات پایه (فلزات در حال اتصال) و فلزات پرکننده ذوب شوند. بنابراین ، دمای جوشکاری از نقطه ذوب فلزات پایه شروع می شود.

جوشکاری معمولاً برای پیوستن به مجموعه های بزرگ که هر دو بخش فلزی نسبتاً ضخیم هستند (0.5 "/12.7 میلی متر) و در یک نقطه واحد بهم پیوسته اند ، مناسب است. از آنجا که مهره اتصال جوش داده شده نامنظم است ، به طور معمول در محصولات مورد نیاز اتصالات آرایشی استفاده نمی شود. این برنامه ها شامل فروشگاه های حمل و نقل ، ساخت و ساز ، تولید و تعمیرات است. به عنوان مثال می توان به مجموعه های رباتیک به علاوه ساخت مخازن تحت فشار ، پل ها ، سازه های ساختمانی ، هواپیماها ، مربیان راه آهن و خطوط لوله ، خطوط لوله و سایر موارد اشاره کرد.

مزایای مقایسه ای از آنجا که گرمای جوشکاری شدید است ، به طور معمول محلی و مشخص می شود. کاربرد یکنواخت آن در یک منطقه وسیع عملی نیست. این جنبه دقیق مزایای خود را دارد. به عنوان مثال ، اگر می خواهید دو نوار فلزی کوچک را در یک نقطه متصل کنید ، روش جوشکاری مقاومت الکتریکی عملی است. این یک روش سریع و اقتصادی برای ایجاد صدها و هزاران اتصالات دائمی و محکم است.

اگر مفصل به جای مشخص بودن به صورت خطی باشد ، مشکلاتی بوجود می آیند. گرمای موضعی جوشکاری می تواند به یک ضرر تبدیل شود. به عنوان مثال ، اگر می خواهید دو قطعه فلز را بهم بپیچانید ، کار را با کج کردن لبه های قطعات فلزی شروع کنید تا فضای لازم برای جوشکاری فلز پر شود. سپس جوشکاری می کنید ، ابتدا یک انتهای ناحیه اتصال را به دمای ذوب گرم می کنید ، سپس گرما را به آرامی در امتداد خط اتصال حرکت می دهید ، فلز پرکننده را در هماهنگی با گرما رسوب می دهید. این یک عمل جوشکاری معمولی و معمولی است. این اتصالات جوشکاری شده به درستی ساخته شده ، حداقل به اندازه فلزات متصل است.

با این حال ، این روش جوشکاری خطی - اتصال معایبی دارد. اتصالات در دماهای بالا ساخته می شوند - به اندازه کافی بالا هستند که هم فلزات اساسی و هم فلزات را ذوب می کنند. این دمای بالا می تواند مشکلاتی از جمله اعوجاج احتمالی و تاب خوردن فلزات پایه یا تنش های اطراف ناحیه جوش ایجاد کند. این خطرات وقتی ضخیم هستند که فلزات به هم متصل می شوند حداقل هستند ، اما ممکن است وقتی فلزات پایه مقاطع نازکی باشند به مشکل برمی خورند. همچنین ، گرمای زیاد گران است ، زیرا گرما انرژی است و انرژی هزینه زیادی دارد. هرچه برای ساخت اتصال به گرمای بیشتری نیاز داشته باشید ، تولید مفصل نیز بیشتر خواهد بود.

اکنون ، فرایند جوشکاری خودکار را در نظر بگیرید. چه اتفاقی می افتد که شما نه در یک مجلس ، بلکه در صدها یا هزاران مجلس شرکت کنید؟ جوشکاری ، به دلیل ماهیت خود ، مشکلاتی در اتوماسیون ایجاد می کند. اتصال اتوماتیک جوش مقاومتی ساخته شده در یک نقطه نسبتاً آسان است. با این حال ، یک بار دیگر که نقطه به یک خط - یک اتصال خطی - تبدیل شد ، باید خط ردیابی شود. این امکان وجود دارد که این عملیات ردیابی را به صورت خودکار انجام دهید ، خط مشترک را حرکت دهید ، به عنوان مثال از کنار یک ایستگاه گرمایش و سیم پرکننده را به طور خودکار از قرقره های بزرگ تغذیه کنید. این یک تنظیم پیچیده و دقیق است ، هرچند که فقط در صورت تولید زیاد قطعات یکسان قابل تضمین است.

به خاطر داشته باشید که تکنیک های جوشکاری به طور مداوم بهبود می یابند. شما می توانید بر اساس تولید از طریق پرتو الکترون ، تخلیه خازن ، اصطکاک و سایر روش ها جوشکاری کنید. این فرایندهای پیچیده معمولاً تجهیزات ویژه و گران قیمت به علاوه تنظیمات پیچیده و زمان بر را می طلبد. اگر برای اجرای کوتاهتر تولید ، تغییر در پیکربندی مونتاژ یا الزامات معمول اتصال روزانه فلز کاربردی هستند ، در نظر بگیرید.

انتخاب فرآیند پیوستن به فلزات مناسب
اگر به اتصالات دائمی و مستحکم نیاز دارید ، احتمالاً اتصال فلز خود را به جوشکاری در مقابل محدود می کنید لحیم کاری. جوشکاری و لحیم کاری هر دو از فلزات گرمائی و پرکننده استفاده می کنند. هر دو را می توان به صورت تولیدی انجام داد. با این حال ، شباهت در آنجا پایان می یابد. آنها متفاوت کار می کنند ، بنابراین این ملاحظات لحیم کاری و جوشکاری را بخاطر بسپارید:

اندازه مونتاژ
ضخامت مقاطع پایه فلزی
الزامات مشترک نقطه ای یا خطی
فلزات در حال پیوستن هستند
مقدار نهایی مونتاژ مورد نیاز است
گزینه های دیگر؟ اتصالات بسته شده مکانیکی (رزوه ای ، لبه دار یا پرچ شده) به طور کلی از نظر مقاومت ، مقاومت در برابر ضربه و لرزش یا تنگی نشت با اتصالات لحیم کاری قابل مقایسه نیستند. اتصال چسب و لحیم کاری پیوندهای دائمی را ایجاد می کند ، اما به طور کلی ، هیچ یک از آنها نمی توانند مقاومت یک اتصال لحیم کاری - برابر یا بیشتر از خود فلزات پایه را ارائه دهند. و همچنین ، به عنوان یک قاعده ، نمی توانند اتصالات تولید کنند که در برابر دمای بالاتر از 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتیگراد) مقاومت نشان دهند. هنگامی که به اتصالات دائمی و مقاوم فلز به فلز نیاز دارید ، لحیم کاری یک ردیف قوی است.