Giunzione di metalli con brasatura e saldatura

Giunzione di metalli con brasatura e saldatura

Sono disponibili diversi metodi per unire i metalli, tra cui saldatura, brasatura e brasatura. Qual è la differenza tra saldatura e brasatura? Qual è la differenza tra brasatura e saldatura? Esploriamo le distinzioni più i vantaggi comparativi e le applicazioni comuni. Questa discussione approfondirà la tua comprensione della giunzione dei metalli e ti aiuterà a identificare l'approccio ottimale per la tua applicazione.

COME FUNZIONA LA BRASATURA


A giunto brasato è realizzato in modo completamente diverso da un giunto saldato. La prima grande differenza è nella temperatura: la brasatura non fonde i metalli di base. Ciò significa che le temperature di brasatura sono invariabilmente inferiori ai punti di fusione dei metalli di base. Le temperature di brasatura sono anche significativamente inferiori alle temperature di saldatura per gli stessi metalli di base, utilizzando meno energia.

Se la brasatura non fonde i metalli di base, come li unisce? Funziona creando un legame metallurgico tra il metallo d'apporto e le superfici dei due metalli da unire. Il principio con cui il metallo d'apporto viene attirato attraverso il giunto per creare questo legame è l'azione capillare. In un'operazione di brasatura, si applica calore ampiamente ai metalli di base. Il metallo d'apporto viene quindi portato a contatto con le parti riscaldate. Viene fuso istantaneamente dal calore dei metalli di base e aspirato per capillarità completamente attraverso il giunto. Ecco come si realizza un giunto brasato.

Le applicazioni di brasatura includono elettronica / elettrica, aerospaziale, automobilistica, HVAC / R, edilizia e altro ancora. Gli esempi vanno dai sistemi di condizionamento dell'aria per automobili alle pale di turbine a getto altamente sensibili, ai componenti dei satelliti e alla gioielleria. La brasatura offre un vantaggio significativo nelle applicazioni che richiedono l'unione di metalli di base dissimili, inclusi rame e acciaio, nonché non metalli come carburo di tungsteno, allumina, grafite e diamante.

Vantaggi comparativi. Innanzitutto, un giunto brasato è un giunto forte. Un giunto brasato correttamente realizzato (come un giunto saldato) in molti casi sarà altrettanto forte o più forte dei metalli da unire. In secondo luogo, il giunto viene realizzato a temperature relativamente basse, comprese tra circa 1150 ° F e 1600 ° F (620 ° C e 870 ° C).

Cosa più significativa, i metalli di base non vengono mai fusi. Poiché i metalli di base non sono fusi, in genere possono mantenere la maggior parte delle loro proprietà fisiche. Questa integrità del metallo di base è caratteristica di tutti i giunti brasati, compresi i giunti a sezione sottile e spessa. Inoltre, il calore inferiore riduce al minimo il pericolo di distorsione o deformazione del metallo. Considera anche che temperature più basse richiedono meno calore, un significativo fattore di risparmio sui costi.

Un altro importante vantaggio della brasatura è la facilità di unire metalli dissimili utilizzando disossidanti o leghe con disossidante / rivestite. Se non devi fondere i metalli di base per unirli, non importa se hanno punti di fusione molto diversi. È possibile brasare l'acciaio al rame con la stessa facilità dell'acciaio all'acciaio. La saldatura è una storia diversa perché devi fondere i metalli di base per fonderli. Ciò significa che se si tenta di saldare il rame (punto di fusione 1981 ° F / 1083 ° C) all'acciaio (punto di fusione 2500 ° F / 1370 ° C), è necessario utilizzare tecniche di saldatura piuttosto sofisticate e costose. La totale facilità di unire metalli dissimili attraverso le procedure di brasatura convenzionali significa che è possibile selezionare i metalli più adatti alla funzione dell'assieme, sapendo che non avrete problemi a unirli, indipendentemente da quanto variano le temperature di fusione.

Anche un giunto brasato ha un aspetto liscio e favorevole. C'è un confronto giorno e notte tra il filetto minuscolo e pulito di un giunto brasato e il cordone spesso e irregolare di un giunto saldato. Questa caratteristica è particolarmente importante per i giunti sui prodotti di consumo, dove l'aspetto è fondamentale. Un giunto brasato può quasi sempre essere utilizzato "così com'è", senza alcuna operazione di finitura necessaria, un altro risparmio sui costi.

La brasatura offre un altro vantaggio significativo rispetto alla saldatura in quanto gli operatori possono solitamente acquisire abilità di brasatura più velocemente delle abilità di saldatura. La ragione sta nella differenza intrinseca tra i due processi. È necessario tracciare un giunto saldato lineare con una sincronizzazione precisa dell'applicazione del calore e della deposizione del metallo d'apporto. Un giunto brasato, invece, tende a “farsi da solo” per azione capillare. In effetti, una parte considerevole dell'abilità coinvolta nella brasatura è radicata nella progettazione e nell'ingegneria del giunto. La velocità comparativa della formazione di operatori altamente qualificati è un importante fattore di costo.

Infine, brasatura dei metalli è relativamente facile da automatizzare. Le caratteristiche del processo di brasatura - ampie applicazioni di calore e facilità di posizionamento del metallo d'apporto - aiutano ad eliminare il potenziale di problemi. Esistono molti modi per riscaldare automaticamente il giunto, molte forme di metallo d'apporto per brasatura e molti modi per depositarli in modo che un'operazione di brasatura possa essere facilmente automatizzata per quasi tutti i livelli di produzione.

COME FUNZIONA LA SALDATURA

La saldatura unisce i metalli fondendoli e fondendoli insieme, tipicamente con l'aggiunta di un metallo d'apporto per saldatura. I giunti prodotti sono forti, di solito forti quanto i metalli uniti, o anche più forti. Per fondere i metalli, applicare un calore concentrato direttamente sull'area del giunto. Questo calore deve essere di una temperatura elevata per fondere i metalli di base (i metalli che vengono uniti) e i metalli d'apporto. Pertanto, le temperature di saldatura iniziano al punto di fusione dei metalli di base.

La saldatura è generalmente adatta per unire grandi assiemi in cui entrambe le sezioni metalliche sono relativamente spesse (0.5 ”/ 12.7 mm) e unite in un unico punto. Poiché il cordone di un giunto saldato è irregolare, non viene tipicamente utilizzato nei prodotti che richiedono giunti cosmetici. Le applicazioni includono trasporto, costruzione, produzione e officine di riparazione. Esempi sono i gruppi robotici più la fabbricazione di recipienti a pressione, ponti, strutture edilizie, aerei, carrozze ferroviarie e binari, condutture e altro ancora.

Vantaggi comparativi. Poiché il calore di saldatura è intenso, è tipicamente localizzato e individuato; non è pratico applicarlo uniformemente su una vasta area. Questo aspetto individuato ha i suoi vantaggi. Ad esempio, se si desidera unire due piccole strisce di metallo in un unico punto, è pratico un approccio di saldatura a resistenza elettrica. Questo è un modo veloce ed economico per realizzare giunti resistenti e permanenti a centinaia e migliaia.

Tuttavia, se l'articolazione è lineare anziché individuata, sorgono problemi. Il calore localizzato della saldatura può diventare uno svantaggio. Ad esempio, se si desidera saldare di testa due pezzi di metallo, iniziare smussando i bordi dei pezzi di metallo per lasciare spazio al metallo d'apporto di saldatura. Quindi si salda, riscaldando prima un'estremità dell'area del giunto alla temperatura di fusione, quindi spostando lentamente il calore lungo la linea del giunto, depositando il metallo d'apporto in sincronia con il calore. Questa è una tipica operazione di saldatura convenzionale. Fatto correttamente, questo giunto saldato è forte almeno quanto i metalli uniti.

Tuttavia, questo approccio di saldatura a giunto lineare presenta degli svantaggi. I giunti sono realizzati a temperature elevate, abbastanza alte da fondere sia i metalli di base che il metallo d'apporto. Queste alte temperature possono causare problemi, inclusa la possibile distorsione e deformazione dei metalli di base o sollecitazioni intorno all'area di saldatura. Questi pericoli sono minimi quando i metalli da unire sono spessi, ma possono diventare problemi quando i metalli di base sono sezioni sottili. Inoltre, le alte temperature sono costose, poiché il calore è energia e l'energia costa denaro. Più calore è necessario per realizzare il giunto, maggiore sarà il costo di produzione del giunto.

Consideriamo ora il processo di saldatura automatizzato. Cosa succede quando non ci si unisce a un'assemblea, ma a centinaia o migliaia di assemblee? La saldatura, per sua natura, presenta problemi nell'automazione. Un giunto saldato a resistenza realizzato in un unico punto è relativamente facile da automatizzare. Tuttavia, una volta che il punto diventa una linea - un giunto lineare - ancora una volta, la linea deve essere tracciata. È possibile automatizzare questa operazione di tracciamento, spostando la linea di giunzione, ad esempio, oltre una stazione di riscaldamento e alimentando automaticamente il filo di apporto da grandi bobine. Questa è una configurazione complessa ed esigente, tuttavia, garantita solo quando si hanno grandi cicli di produzione di parti identiche.

Tieni presente che le tecniche di saldatura migliorano continuamente. È possibile saldare in base alla produzione tramite fascio di elettroni, scarica di condensatori, attrito e altri metodi. Questi processi sofisticati di solito richiedono apparecchiature specializzate e costose oltre a configurazioni complesse e che richiedono tempo. Considera se sono pratici per cicli di produzione più brevi, modifiche nella configurazione dell'assieme o requisiti di giunzione metallici quotidiani.

Scegliere il giusto processo di giunzione dei metalli
Se hai bisogno di giunti che siano sia permanenti che forti, probabilmente restringerai la tua considerazione di unione del metallo alla saldatura rispetto alla saldatura brasatura. Sia la saldatura che la brasatura utilizzano calore e metalli d'apporto. Entrambi possono essere eseguiti su base di produzione. Tuttavia, la somiglianza finisce qui. Funzionano in modo diverso, quindi ricorda queste considerazioni sulla brasatura e sulla saldatura:

Dimensioni dell'assieme
Spessore delle sezioni metalliche di base
Requisiti del giunto a punti o in linea
Metalli che vengono uniti
Quantità di assemblaggio finale necessaria
Altre opzioni? I giunti fissati meccanicamente (filettati, picchettati o rivettati) generalmente non sono paragonabili ai giunti brasati in termini di forza, resistenza a urti e vibrazioni o tenuta stagna. L'incollaggio adesivo e la saldatura forniranno legami permanenti, ma generalmente nessuno dei due può offrire la resistenza di un giunto brasato, uguale o superiore a quella dei metalli di base stessi. Né possono, di regola, produrre giunti che offrono resistenza a temperature superiori a 200 ° F (93 ° C). Quando hai bisogno di giunzioni metallo-metallo robuste e permanenti, la brasatura è un forte concorrente.