Сварка, пайка и пайка: определения, различия и применения

Обрабатывающая промышленность может находиться в постоянном состоянии эволюции, но это не означает, что более традиционные методы когда-либо выйдут из моды. Способность соединять металлы — очень важная часть многих отраслей промышленности, таких как автомобилестроение, строительство и промышленное оборудование. Когда дело доходит до этой области, методы сварки, пайки и пайки продолжают оставаться наиболее часто используемыми, несмотря на то, что они старые методы.

Каковы различия между сваркой, пайкой и пайкой? и как они работают? Когда следует использовать одну технику вместо других?

Как это похожи техники?

Есть вполне веская причина, по которой эти три техники, в частности, объединяются и сравниваются: все они используются для соединения кусков металла. Типы металла, с которым вы работаете, цели процесса и тип оборудования, которое у вас есть, определят, какой метод лучше всего.

Все три метода включают плавление металла, будь то наполнитель металл или сами куски металла, которые вы соединяете вместе. Это означает, что сильная жара играет центральную роль во всех трех процессах. Также важно, чтобы металлические детали, с которыми вы работаете, были идеально чистыми перед началом работы. Неспособность очистить металлические детали может привести к низкому качеству соединений или сварных швов, независимо от того, какой метод вы будете использовать.

Наконец, выполнение любого из этих методов требует, чтобы вы носили полный комплект защитного снаряжения. Как минимум, вы должны быть в перчатках, которые защитят вас от сильной жары или мелких металлических осколков. В зависимости от техники вам также могут потребоваться средства защиты глаз.

СВАРКА

Сварка — это метод, используемый для соединения двух частей одного и того же металла. Он отличается от пайки и пайки тем, что в процессе плавления сам металл образует очень прочный сварной шов или соединение. Расплавляя металлы и соединяя их вместе, они сплавляются на молекулярном уровне после охлаждения.

В большинстве сварочных работ также используется присадочный металл, который образует ванну расплава и увеличивает прочность соединения. Сварные соединения обычно имеют такую ​​же прочность или немного сильнее, чем основной металл.

Сварка — это очень универсальный метод. Тепло, необходимое для плавления основного металла, может быть обеспечено несколькими способами: электрическая дуга, лазер, трение, ультразвук или простое газовое пламя. Качество и прочность сварного шва также можно улучшить, приложив давление к нагреву. Из-за множества способов применения тепла для успешной сварки его можно модифицировать для использования в различных средах. Сварка проводилась на открытом воздухе, под водой и даже в открытом космосе.

Области применения и примеры

Благодаря превосходной прочности соединения, обеспечиваемой сваркой, она один из наиболее важных процессов в нескольких отраслях. Для стандартных ремонтных работ, изготовления сосудов под давлением и в судостроении предпочтительным методом является дуговая сварка металлическим экраном (SMAW). В этом методе используется электрод, покрытый флюсом, для проведения тока к свариваемым металлам. Помимо плавления металлов, флюс на электроде также испаряется с образованием газа, который предотвращает загрязнение сварного шва. Следовательно, материал электрода также плавится и действует как присадочный металл.

Метод газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW), более известный как сварка вольфрамовым инертным газом (TIG), значительно сложнее и требует больше навыков со стороны сварщика. Вместо расходуемого электрода в этом методе используется электрод, который остается твердым и не становится частью сварного шва. Вместо этого присадочный металл подается через тонкую проволоку из присадочного материала, которую сварщик подает в сварочную ванну. Чистые и точные сварные швы, произведенные GTAW, очень важны для самолетов, гоночных автомобилей и других типов транспортных средств. GTAW также обычно используется для труб, используемых в химической и нефтяной промышленности.

При производстве обычных потребительских товаров, таких как бытовая техника, обычно используется техника газовой дуговой сварки (GMAW). Более известная как сварка в среде инертного газа (MIG), это была первая технология, в которой использовался инертный защитный газ, такой как аргон, для предотвращения загрязнения сварного шва. В этом процессе сплошная электродная проволока подается к основному металлу через пистолет, расплавляя как основной металл, так и электрод, который действует как присадочный металл. При этом механизм подачи выпускает защитный газ через отдельный картридж. Самым большим преимуществом этого метода является то, что он может быть полуавтоматическим и выполняться быстро, что делает его предпочтительным методом для крупносерийного производства.

Существуют и другие методы сварки, такие как сварка под флюсом. , газовая сварка, ультразвуковая сварка и др. Однако они используются гораздо реже, чем те три, которые мы упомянули выше.

Преимущества

Основная причина, по которой производители обращаются к сварке, — это относительная прочность сварные соединения. Эти соединения обычно не менее прочны, чем основной металл. При правильной технике они могут быть даже сильнее. Это сделало сварку идеальной техникой для несущих изделий или оборудования, которое может подвергаться экстремальным нагрузкам.

Другое большое преимущество сварки состоит в том, что она стала такой хорошо развитой техникой по сравнению с За последние несколько десятилетий появилось множество различных способов выполнения сварочных работ даже в сложных условиях. Это открыло возможность ремонта судов, даже если поврежденные участки находятся под водой, или для строительства газопроводов в высокогорных районах, таких как Анды..

Ограничения

Поскольку сварка работает путем плавления основных металлов и их сплавления при температуре чуть выше плавления, технология требует, чтобы два куска металла имели одинаковое плавление. температуры. Чтобы упростить этот вопрос, сварка использовалась исключительно для соединения частей одного и того же металла. Если у вас другие металлы, вам нужно будет обратиться к другой технике, как мы увидим позже.

Из трех обсуждаемых здесь методов сварка считается наиболее опасной. Для сварки требуются экстремально высокие температуры — до 3800 ° C. Это требует от сварщика гораздо более высокой степени защиты от тепла. Тепло и энергия также стоят денег, что делает сварку одним из более дорогих вариантов.

Хотя крупные производители теперь могут позволить себе установку полуавтоматического сварочного оборудования, большинство сварочных работ, выполняемых во всем мире, все еще выполняется. вручную. Выполнение сварочной работы, которая хорошо выглядит и имеет превосходную прочность, требует очень высокого уровня навыков. Есть много вещей, которые могут выйти из строя во время сварочных операций, что может привести к деформации основного металла, сварным соединениям с пористым видом или сварным соединениям с низкой прочностью. Действительно, квалифицированные сварщики высоко ценятся во многих отраслях промышленности.

Говоря об эстетике, сварка обеспечивает хорошо заметный сварной шов даже в руках опытного сварщика. Хотя этот стык можно отшлифовать, отполировать и закрасить, от производителя требуется дополнительная работа, чтобы сделать его продукцию более привлекательной. Гладкие стыки также высоко ценятся в газопроводах и паропроводах, где очень высока вероятность локального загрязнения из-за пористых стыков.

ТЯГА

Пайка — это метод соединения деталей из разных металлов. Вместо плавления основных металлов пайка выполняется путем плавления присадочного металла. Этот наполнитель должен плавиться при температуре, которая значительно ниже температуры плавления основных металлов.

Области применения и примеры

При пайке не нагревается. непосредственно к присадочному металлу. Вместо этого основные металлы нагреваются до температуры, немного превышающей температуру плавления присадочного металла. Затем неблагородные металлы вступают в контакт с металлом фильтра, мгновенно расплавляя присадочный металл. Расплавленный присадочный металл перемещается через соединение за счет капиллярного действия, равномерно заполняя его и создавая металлургические связи с поверхностями основных металлов.

Существует несколько методов воздействия тепла на основные металлы перед пайкой. . В большинстве автоматизированных процессов используются печи для предварительного нагрева металлических деталей, в которые был предварительно загружен присадочный металл. Также можно подавать тепло непосредственно на основной металл с помощью ацетиленовой или пропановой горелки.. Если в металле есть части, чувствительные к нагреванию, локальный нагрев может быть осуществлен с помощью индукционной катушки, которая пропускает электрический ток к той части основного металла, которая была предварительно нагружена присадочным металлом.

Пайка используется практически во всех отраслях промышленности, где также применяется сварка. Однако он занимает уникальное положение благодаря своей способности связывать два разных металла. От крупногабаритных лопаток реактивных турбин и вспомогательных компонентов до небольших применений, таких как электроника и ювелирные изделия, пайка считается почти таким же ценным производственным методом, как и сварка.

Преимущества

Пайка заполняет пробелы в отраслевых потребностях, которые сварка не может решить, и является самым популярным методом соединения разнородных металлов практически во всех отраслях промышленности. Температура, необходимая для плавления присадочного металла для пайки, намного ниже температуры сварки — в диапазоне от 620 ° C до 870 ° C. Это не только делает пайку менее опасной техникой, но и требует меньших затрат из-за тепла и энергии.

Пайка не требует таких навыков, как сварка. В то время как качественная сварка основана на синхронном применении тепла и сварочного материала, самая большая проблема при пайке заключается в проектировании и проектировании соединения. На развитие этого навыка уходит гораздо меньше времени, и гораздо меньше вещей, которые могут выйти из строя во время пайки. Поскольку сами основные металлы не плавятся, они не подвергаются риску ухудшения своих физических свойств.

Из-за относительной простоты пайки ее легче автоматизировать и интегрировать в существующее производство. процессы. Большинство потребительских товаров производится с использованием той или иной формы автоматической пайки.

Хорошая пайка приводит к очень чистому продукту. В отличие от видимого соединения, полученного сваркой, при пайке два металла соединяются тонкой и ровной кромкой присадочного металла. Эта характеристика ценится при производстве товаров народного потребления, где внешний вид имеет решающее значение. Паяное соединение обычно выглядит достаточно хорошо без какой-либо последующей обработки, что экономит дополнительные затраты и время для производителя.

Ограничения

Несмотря на многочисленные преимущества пайки, есть по-прежнему является очень веской причиной того, что сварка является более предпочтительным методом соединения схожих металлов: сварное соединение по-прежнему прочнее, чем паяное соединение. Паяные соединения также нельзя использовать для изготовления деталей, которые должны подвергаться воздействию высокой температуры или давления, таких как компоненты некоторых спутников, самолетов или автомобилей.

ПАЙКА

Пайка — это простейший из трех методов, который можно использовать при ремонте бытовой электроники. . Он более тесно связан с пайкой, чем со сваркой, поскольку основан на плавлении присадочного металла для соединения двух различных металлических компонентов..

Однако цель пайки не в том, чтобы образовать прочную связь между двумя металлами. Скорее, большинство приложений для пайки нацелены только на обеспечение электрического соединения между двумя различными электрическими компонентами. Паяное соединение не обязательно является прочным и имеет гораздо более низкое сопротивление усталости по сравнению с паяным соединением. При пайке используется гораздо более низкая температура — 450 ° C или ниже.

Области применения

Хотя пайка наиболее популярна в электронике, она также широко используется для производства труб. и вентиляционные отверстия для отопления и кондиционирования воздуха. Пайка особенно подходит для тонкой и детальной работы с небольшими компонентами, что делает ее отличной техникой для ювелирных изделий и витражей. Более того, поскольку он работает при довольно низкой температуре, он является предпочтительным методом для скрепления листового металла и труб из мягких металлов, таких как медь и алюминий.

Обрабатывающая промышленность в целом в основном имеет перешли на использование бессвинцовых припоев. Современные строительные нормы и правила, в частности, требуют использования бессвинцового припоя для трубопроводов, предназначенных для подачи питьевой воды.

Для пакетной обработки печатных плат (PCB) — автоматизированный процесс с использованием пайки волной припоя. или пайка оплавлением обычно используется. При пайке волной пайки печатные платы на конвейере проходят над поддоном с расплавленным припоем, который затем поднимается вверх через отверстия в печатных платах. Компоненты, которые должны быть припаяны к этим печатным платам, приклеиваются на место до того, как они пройдут через поддон с расплавленным припоем. Подъем расплавленного припоя создает стоячую волну, которая затвердевает при охлаждении и связывает компоненты с печатной платой.

Напротив, рабочий процесс пайки оплавлением является скорее периодическим, чем непрерывным процессом. При пайке оплавлением паяльная паста из порошкового припоя и флюса используется для прикрепления электрических компонентов к печатной плате. Затем вся партия этих печатных плат подвергается воздействию контролируемого источника тепла, который плавит паяльную пасту. Затем материал припоя затвердевает при охлаждении и навсегда связывает компоненты с печатной платой. S

Преимущества

Из трех обсуждаемых здесь методов пайка является самым простым и проще всего сделать. Поскольку для пайки требуется гораздо менее сложное оборудование, человек с минимальной подготовкой может заниматься пайкой даже в домашних условиях. Технология автоматической пайки уже очень распространена, особенно при производстве печатных плат. Как и пайка, пайка может использоваться для соединения разнородных металлов.

Низкотемпературные характеристики пайки также сделали ее пригодной для работы с металлическими листами и другими тонкими металлами. Поскольку основные металлы не подвергаются высокому уровню термического напряжения, они менее склонны к короблению или изменению своих физических свойств. Пайка — один из наименее энергоемких методов соединения металлов, что делает его чрезвычайно рентабельным.

Ручная пайка по-прежнему является обычной практикой, особенно в приложениях, где требуется тонкая и детальная работа.. Существует огромное количество паяльников, предназначенных для ручной пайки, от 25-ваттных для печатных плат до 100-ваттных для больших электрических разъемов. Хотя ручная пайка требует значительных навыков, овладеть ею не так сложно, как сварка или пайка.

Ограничения

Пайка — это метод, который просто невозможно реализовать. рассчитывали, если вам нужна сила в суставе. Металлы припоя мягкие и плавятся при низких температурах, что также означает, что пайкой следует связывать только те компоненты, которые не могут подвергаться сильному нагреву.

Другие методы соединения металлов

Три обсуждаемых здесь техники никоим образом не являются единственными методами, используемыми для соединения металлов вместе. Конечно, существуют механические средства, такие как нарезание резьбы или завинчивание. Преимущество этих методов заключается в том, что они непостоянны, хотя они требуют квалифицированной обработки. Для более прочного склеивания можно также использовать клеи металл к металлу. Использование адгезивов требует очень небольшого мастерства, но прочность связывания такой техники сопоставима с силой связывания, полученной при пайке.

Заключительные мысли

Некоторые методы производства, используемые в настоящее время , но другие традиционные методы всегда будут в моде. Методам сварки, пайки и пайки может быть несколько десятилетий, но они по-прежнему являются одними из самых надежных даже сегодня. Каждый из них требует значительных навыков, но технологии достаточно развиты, чтобы позволить автоматизировать любой из этих методов.

Основным фактором, который различает сварку, пайку и пайку, является температура. Количество тепла, необходимое для выполнения этих техник, играет ключевую роль в определении того, насколько прочен полученный сустав, насколько он может выдерживать экстремальные условия и как он выглядит. Он также определяет, насколько дорогостоящий процесс и насколько квалифицированным должен быть оператор для получения хороших результатов.

Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий