Menyambung Logam dengan Mematri dan Mengelas
Ada beberapa metode yang tersedia untuk menyambung logam, termasuk pengelasan, mematri, dan penyolderan. Apa perbedaan antara pengelasan dan mematri? Apa perbedaan antara mematri dan menyolder? Mari kita telusuri perbedaannya serta keunggulan komparatif serta aplikasi yang umum digunakan. Diskusi ini akan memperdalam pemahaman Anda tentang penyambungan logam dan membantu Anda mengidentifikasi pendekatan yang optimal untuk aplikasi Anda.
CARA KERJA MEMATRI
A sambungan brazing dibuat dengan cara yang sama sekali berbeda dari sambungan las. Perbedaan besar pertama adalah suhu - mematri tidak melelehkan logam dasar. Ini berarti suhu mematri selalu lebih rendah dari titik leleh logam dasar. Temperatur mematri juga jauh lebih rendah daripada temperatur pengelasan untuk logam dasar yang sama, dengan menggunakan lebih sedikit energi.
Jika mematri tidak menyatukan logam dasar, bagaimana cara menyatukannya? Proses ini bekerja dengan menciptakan ikatan metalurgi antara logam pengisi dan permukaan kedua logam yang disambung. Prinsip yang digunakan untuk menarik logam pengisi melalui sambungan untuk menciptakan ikatan ini adalah aksi kapiler. Dalam operasi mematri, Anda menerapkan panas secara luas ke logam dasar. Logam pengisi kemudian disentuhkan ke bagian yang dipanaskan. Logam pengisi langsung meleleh karena panas pada logam dasar dan ditarik oleh aksi kapiler sepenuhnya melalui sambungan. Beginilah cara pembuatan sambungan brazing.
Aplikasi mematri meliputi elektronik/listrik, dirgantara, otomotif, HVAC/R, konstruksi, dan lainnya. Contohnya mulai dari sistem pendingin udara untuk mobil hingga bilah turbin jet yang sangat sensitif hingga komponen satelit hingga perhiasan mewah. Brazing menawarkan keuntungan yang signifikan dalam aplikasi yang membutuhkan penyambungan logam dasar yang berbeda, termasuk tembaga dan baja serta non-logam seperti tungsten karbida, alumina, grafit, dan berlian.
Keunggulan Komparatif. Pertama, sambungan brazing adalah sambungan yang kuat. Sambungan brazing yang dibuat dengan benar (seperti sambungan las) dalam banyak kasus akan sekuat atau lebih kuat dari logam yang disambung. Kedua, sambungan dibuat pada suhu yang relatif rendah, berkisar antara sekitar 1150°F hingga 1600°F (620°C hingga 870°C). 
Yang paling penting, logam dasar tidak pernah meleleh. Karena logam dasar tidak meleleh, logam dasar biasanya dapat mempertahankan sebagian besar sifat fisiknya. Integritas logam dasar ini merupakan karakteristik dari semua sambungan brazing, termasuk sambungan berpenampang tipis dan tebal. Selain itu, panas yang lebih rendah meminimalkan bahaya distorsi atau lengkungan logam. Pertimbangkan juga, bahwa suhu yang lebih rendah membutuhkan lebih sedikit panas - faktor penghematan biaya yang signifikan.
Keuntungan penting lainnya dari mematri adalah kemudahan menyambung logam yang berbeda dengan menggunakan fluks atau paduan berinti fluks/lapis. Jika Anda tidak perlu mencairkan logam dasar untuk menyambungnya, tidak masalah jika logam tersebut memiliki titik leleh yang sangat berbeda. Anda dapat menyambung baja dengan tembaga semudah menyambung baja dengan baja. Pengelasan adalah cerita yang berbeda karena Anda harus melelehkan logam dasar untuk menggabungkannya. Ini berarti bahwa jika Anda mencoba mengelas tembaga (titik leleh 1981 ° F / 1083 ° C) ke baja (titik leleh 2500 ° F / 1370 ° C), Anda harus menggunakan teknik pengelasan yang agak canggih dan mahal. Kemudahan total dalam menyatukan logam yang berbeda melalui prosedur mematri konvensional berarti Anda dapat memilih logam apa pun yang paling sesuai dengan fungsi rakitan, karena Anda tidak akan mengalami masalah dalam menyatukannya, tidak peduli seberapa besar perbedaan suhu lelehnya.
Selain itu, sebuah sambungan brazing memiliki penampilan yang halus dan menguntungkan. Ada perbandingan siang dan malam antara fillet kecil dan rapi pada sambungan brazing dan manik yang tebal dan tidak beraturan pada sambungan las. Karakteristik ini sangat penting untuk sambungan pada produk konsumen, di mana penampilan sangat penting. Sambungan brazing hampir selalu dapat digunakan "apa adanya", tanpa operasi finishing yang diperlukan - penghematan biaya lainnya.
Mematri menawarkan keuntungan lain yang signifikan dibandingkan pengelasan karena operator biasanya dapat memperoleh keterampilan mematri lebih cepat daripada keterampilan pengelasan. Alasannya terletak pada perbedaan inheren antara kedua proses tersebut. Sambungan las linier harus ditelusuri dengan sinkronisasi yang tepat antara aplikasi panas dan pengendapan logam pengisi. Sambungan brazing, di sisi lain, cenderung "membuat dirinya sendiri" melalui aksi kapiler. Faktanya, sebagian besar keterampilan yang terlibat dalam mematri berakar pada desain dan rekayasa sambungan. Kecepatan komparatif pelatihan operator yang sangat terampil merupakan faktor biaya yang penting.
Akhirnya, mematri logam relatif mudah untuk diotomatisasi. Karakteristik dari proses mematri - aplikasi panas yang luas dan kemudahan pemosisian logam pengisi - membantu menghilangkan potensi masalah. Ada banyak cara untuk memanaskan sambungan secara otomatis, banyak bentuk logam pengisi mematri dan banyak cara untuk menyimpannya sehingga operasi mematri dapat dengan mudah diotomatisasi untuk hampir semua tingkat produksi.
BAGAIMANA PENGELASAN BEKERJA
Pengelasan menyambung logam dengan mencairkan dan menyatukannya, biasanya dengan penambahan logam pengisi las. Sambungan yang dihasilkan sangat kuat - biasanya sekuat logam yang disambung, atau bahkan lebih kuat. Untuk melebur logam, Anda menerapkan panas yang terkonsentrasi langsung ke area sambungan. Panas ini harus bersuhu tinggi untuk melelehkan logam dasar (logam yang disambung) dan logam pengisi. Oleh karena itu, suhu pengelasan dimulai dari titik leleh logam dasar. 
Pengelasan umumnya cocok untuk menyambung rakitan besar di mana kedua bagian logam relatif tebal (0,5 "/ 12,7 mm) dan disambungkan pada satu titik. Karena manik-manik sambungan las tidak beraturan, biasanya tidak digunakan pada produk yang membutuhkan sambungan kosmetik. Aplikasi termasuk transportasi, konstruksi, manufaktur dan bengkel. Contohnya adalah rakitan robotik plus fabrikasi bejana tekan, jembatan, struktur bangunan, pesawat terbang, gerbong dan rel kereta api, jaringan pipa, dan lainnya.
Keunggulan Komparatif. Karena panas pengelasan sangat kuat, biasanya terlokalisasi dan terarah; tidak praktis untuk menerapkannya secara seragam di area yang luas. Aspek yang tepat ini memiliki kelebihan. Misalnya, jika Anda ingin menyambung dua potongan kecil logam pada satu titik, pendekatan pengelasan resistansi listrik praktis. Ini adalah cara yang cepat dan ekonomis untuk membuat sambungan yang kuat dan permanen dalam jumlah ratusan dan ribuan.
Namun, jika sambungannya linier dan bukannya tepat, masalah akan muncul. Panas pengelasan yang terlokalisasi dapat menjadi kerugian. Sebagai contoh, jika Anda ingin mengelas dua potong logam, Anda mulai dengan memiringkan tepi potongan logam untuk memberi ruang bagi logam pengisi las. Kemudian Anda mengelas, pertama-tama memanaskan salah satu ujung area sambungan hingga mencapai suhu leleh, lalu perlahan-lahan memindahkan panas di sepanjang garis sambungan, menyetorkan logam pengisi selaras dengan panas. Ini adalah operasi pengelasan konvensional yang khas. Jika dibuat dengan benar, sambungan las ini setidaknya sekuat logam yang disambung.
Namun, ada beberapa kelemahan dari pendekatan pengelasan sambungan linier ini. Sambungan dibuat pada suhu tinggi - cukup tinggi untuk melelehkan logam dasar dan logam pengisi. Temperatur tinggi ini dapat menyebabkan masalah, termasuk kemungkinan distorsi dan pembengkokan logam dasar atau tekanan di sekitar area pengelasan. Bahaya ini minimal ketika logam yang disambung tebal, tetapi dapat menjadi masalah ketika logam dasar adalah bagian yang tipis. Selain itu, suhu tinggi juga mahal, karena panas adalah energi dan energi membutuhkan biaya. Semakin banyak panas yang Anda butuhkan untuk membuat sambungan, semakin mahal biaya produksi sambungan tersebut. 
Sekarang, pertimbangkan proses pengelasan otomatis. Apa yang terjadi jika Anda menggabungkan bukan hanya satu rakitan, tetapi ratusan atau ribuan rakitan? Pengelasan, pada dasarnya, menghadirkan masalah dalam otomatisasi. Sambungan las resistansi yang dibuat pada satu titik relatif mudah diotomatisasi. Namun, setelah titik tersebut menjadi garis - sambungan linier - sekali lagi, garis tersebut harus ditelusuri. Operasi penelusuran ini dapat diotomatisasi, memindahkan garis sambungan, misalnya, melewati stasiun pemanas dan mengumpankan kawat pengisi secara otomatis dari gulungan besar. Ini adalah pengaturan yang rumit dan menuntut, namun, hanya dijamin jika Anda memiliki proses produksi yang besar untuk suku cadang yang identik.
Perlu diingat bahwa teknik pengelasan terus berkembang. Anda dapat mengelas secara produksi melalui berkas elektron, pelepasan kapasitor, gesekan, dan metode lainnya. Proses yang canggih ini biasanya membutuhkan peralatan khusus dan mahal serta pengaturan yang rumit dan memakan waktu. Pertimbangkan apakah proses ini praktis untuk proses produksi yang lebih pendek, perubahan konfigurasi perakitan atau persyaratan penyambungan logam sehari-hari.
Memilih Proses Penyambungan Logam yang Tepat
Jika Anda membutuhkan sambungan yang permanen dan kuat, Anda mungkin akan mempersempit pertimbangan penyambungan logam Anda ke pengelasan versus mematri. Pengelasan dan mematri keduanya menggunakan panas dan logam pengisi. 
Keduanya dapat dilakukan secara produksi. Namun, kemiripannya hanya sampai di situ. Keduanya bekerja secara berbeda, jadi ingatlah pertimbangan mematri vs pengelasan ini:
Ukuran rakitan
Ketebalan bagian logam dasar
Persyaratan sambungan titik atau garis
Logam yang sedang disambung
Jumlah perakitan akhir yang dibutuhkan
Pilihan lain? Sambungan yang diikat secara mekanis (ulir, pasak, atau paku keling) umumnya tidak sebanding dengan sambungan brazing dalam hal kekuatan, ketahanan terhadap guncangan dan getaran, atau kekedapan terhadap kebocoran. Ikatan perekat dan penyolderan akan memberikan ikatan permanen, tetapi secara umum, keduanya tidak dapat memberikan kekuatan sambungan brazing -sama atau lebih besar dari logam dasar itu sendiri. Mereka juga tidak dapat, pada umumnya, menghasilkan sambungan yang menawarkan ketahanan terhadap suhu di atas 200 ° F (93 ° C). Ketika Anda membutuhkan sambungan logam-ke-logam yang permanen dan kuat, mematri adalah pesaing yang kuat.