Metaal verbinden met hardsolderen en lassen
Er zijn verschillende methoden beschikbaar voor het verbinden van metalen, waaronder lassen, hardsolderen en solderen. Wat is het verschil tussen lassen en solderen? Wat is het verschil tussen hardsolderen en solderen? Laten we de verschillen plus de relatieve voordelen en veelvoorkomende toepassingen bekijken. Deze discussie zal je inzicht in het verbinden van metalen verdiepen en je helpen de optimale aanpak voor jouw toepassing te bepalen.
HOE HARDSOLDEREN WERKT
A gesoldeerde verbinding wordt op een heel andere manier gemaakt dan een lasverbinding. Het eerste grote verschil zit in de temperatuur - bij hardsolderen smelten de basismetalen niet. Dit betekent dat de hardsoldeertemperatuur altijd lager is dan het smeltpunt van de basismetalen. De hardsoldeertemperaturen zijn ook aanzienlijk lager dan de lastemperaturen voor dezelfde basismetalen, waardoor minder energie wordt verbruikt.
Als hardsolderen de basismetalen niet doet samensmelten, hoe verbindt het ze dan? Het werkt door een metallurgische verbinding te creëren tussen het toevoegmetaal en de oppervlakken van de twee metalen die worden samengevoegd. Het principe waarbij het toevoegmetaal door de verbinding wordt getrokken om deze verbinding tot stand te brengen is capillaire werking. Bij hardsolderen wordt de warmte in grote lijnen op de basismetalen toegepast. Het toevoegmetaal wordt dan in contact gebracht met de verhitte delen. Het wordt onmiddellijk gesmolten door de hitte in de basismetalen en door capillaire werking volledig door de verbinding getrokken. Zo wordt een gesoldeerde verbinding gemaakt.
Soldeertoepassingen zijn onder meer elektronica/elektronica, lucht- en ruimtevaart, auto's, HVAC/R en de bouw. Voorbeelden variëren van airconditioningsystemen voor auto's tot zeer gevoelige jet turbinebladen, satellietonderdelen en fijne juwelen. Hardsolderen biedt een aanzienlijk voordeel in toepassingen waarbij ongelijksoortige basismetalen moeten worden verbonden, zoals koper en staal en niet-metalen zoals wolfraamcarbide, aluminiumoxide, grafiet en diamant.
Comparatieve voordelen. Ten eerste is een gesoldeerde verbinding een sterke verbinding. Een goed gesoldeerde verbinding (zoals een gelaste verbinding) is in veel gevallen even sterk of sterker dan de metalen die worden samengevoegd. Ten tweede wordt de verbinding gemaakt bij relatief lage temperaturen, variërend van ongeveer 1150°F tot 1600°F (620°C tot 870°C). 
Het belangrijkste is dat de onedele metalen nooit worden gesmolten. Omdat de basismetalen niet worden gesmolten, behouden ze meestal de meeste van hun fysische eigenschappen. Deze integriteit van het basismetaal is kenmerkend voor alle gesoldeerde verbindingen, inclusief verbindingen met dunne en dikke doorsneden. Bovendien minimaliseert de lagere temperatuur het gevaar van metaalvervorming of kromtrekken. Bedenk ook dat bij lagere temperaturen minder warmte nodig is - een aanzienlijke kostenbesparende factor.
Een ander belangrijk voordeel van hardsolderen is het gemak van het verbinden van ongelijke metalen met behulp van vloeimiddelen of met vloeimiddelen beklede legeringen. Als je de basismetalen niet hoeft te smelten om ze te verbinden, maakt het niet uit of ze sterk verschillende smeltpunten hebben. Je kunt staal net zo gemakkelijk aan koper solderen als staal aan staal. Lassen is een ander verhaal omdat je de basismetalen moet smelten om ze samen te smelten. Dit betekent dat als je koper (smeltpunt 1981°F/1083°C) aan staal (smeltpunt 2500°F/1370°C) probeert te lassen, je nogal geavanceerde en dure lastechnieken moet gebruiken. Het totale gemak van het verbinden van ongelijksoortige metalen door middel van conventionele hardsoldeerprocedures betekent dat je de metalen kunt kiezen die het meest geschikt zijn voor de functie van de assemblage, in de wetenschap dat je geen enkel probleem zult hebben om ze te verbinden, ongeacht de grote verschillen in smelttemperaturen.
Ook een gesoldeerde verbinding heeft een glad, gunstig uiterlijk. Er is een dag-en-nacht-vergelijking tussen de kleine, nette fillet van een gesoldeerde verbinding en de dikke, onregelmatige kraal van een gelaste verbinding. Deze eigenschap is vooral belangrijk voor verbindingen op consumentenproducten, waar het uiterlijk kritisch is. Een gesoldeerde verbinding kan bijna altijd gebruikt worden "zoals ze is", zonder dat er nabewerkingen nodig zijn - nog een kostenbesparing.
Hardsolderen biedt nog een ander belangrijk voordeel ten opzichte van lassen, omdat operators vaardigheden op het gebied van hardsolderen meestal sneller kunnen verwerven dan op het gebied van lassen. De reden hiervoor ligt in het inherente verschil tussen de twee processen. Een lineair gelaste verbinding moet nauwkeurig gesynchroniseerd worden met de warmtetoevoer en de neersmelt van het toevoegmetaal. Een gesoldeerde verbinding daarentegen "maakt zichzelf" door capillaire werking. In feite is een aanzienlijk deel van de vaardigheid die bij hardsolderen komt kijken geworteld in het ontwerp en de constructie van de verbinding. De relatief snelle training van hoogopgeleide operators is een belangrijke kostenfactor.
Eindelijk, solderen van metalen is relatief eenvoudig te automatiseren. De kenmerken van het hardsoldeerproces - brede warmtetoepassingen en eenvoudige positionering van het toevoegmetaal - helpen de kans op problemen te elimineren. Er zijn veel manieren om de verbinding automatisch te verhitten, veel vormen van hardsoldeer en veel manieren om dit te deponeren, zodat een hardsoldeerbewerking gemakkelijk kan worden geautomatiseerd voor bijna elk productieniveau.
HOE LASSEN WERKT
Lassen verbindt metalen door ze te smelten en samen te smelten, meestal met toevoeging van een lasmetaal. De geproduceerde verbindingen zijn sterk - meestal net zo sterk als de samengevoegde metalen, of zelfs sterker. Om de metalen samen te smelten, breng je een geconcentreerde hitte direct op het verbindingsgebied aan. Deze hitte moet een hoge temperatuur hebben om de basismetalen (de metalen die worden samengevoegd) en de toevoegmaterialen te smelten. Daarom begint de lastemperatuur bij het smeltpunt van de basismetalen. 
Lassen is over het algemeen geschikt voor het verbinden van grote assemblages waarbij beide metalen secties relatief dik zijn (0,5"/12,7mm) en op één punt worden verbonden. Omdat de kraal van een gelaste verbinding onregelmatig is, wordt het meestal niet gebruikt in producten die cosmetische verbindingen vereisen. Toepassingen zijn onder andere transport, constructie, productie en reparatiewerkplaatsen. Voorbeelden zijn robotassemblages plus de fabricage van drukvaten, bruggen, bouwconstructies, vliegtuigen, treinwagons en rails, pijpleidingen en meer.
Comparatieve voordelen. Omdat laswarmte intens is, is het meestal gelokaliseerd en gericht; het is niet praktisch om het gelijkmatig over een groot gebied toe te passen. Dit gerichte aspect heeft zo zijn voordelen. Als je bijvoorbeeld twee kleine stroken metaal op één punt wilt verbinden, is elektrisch weerstandlassen praktisch. Dit is een snelle, economische manier om honderden en duizenden sterke, permanente verbindingen te maken.
Als de verbinding echter lineair is in plaats van gericht, ontstaan er problemen. De plaatselijke hitte van het lassen kan een nadeel worden. Als je bijvoorbeeld twee stukken metaal wilt stuiklassen, begin je met het afschuinen van de randen van de metalen stukken om ruimte te maken voor het lasmetaal. Dan ga je lassen, waarbij je eerst het ene uiteinde van het verbindingsgebied verwarmt tot de smelttemperatuur en dan de warmte langzaam langs de verbindingslijn beweegt, waarbij je toevoegmetaal gelijktijdig met de warmte aanbrengt. Dit is een typische, conventionele lasbewerking. Op de juiste manier gemaakt, is deze lasverbinding minstens zo sterk als de samengevoegde metalen.
Er zijn echter nadelen aan deze lineaire lasmethode. De verbindingen worden gemaakt bij hoge temperaturen - hoog genoeg om zowel het basismetaal als het toevoegmetaal te smelten. Deze hoge temperaturen kunnen problemen veroorzaken, zoals mogelijke vervorming en kromtrekken van de basismetalen of spanningen rond het lasgebied. Deze gevaren zijn minimaal als de te verbinden metalen dik zijn, maar ze kunnen een probleem worden als de basismetalen dunne secties zijn. Hoge temperaturen zijn ook duur, want warmte is energie en energie kost geld. Hoe meer warmte je nodig hebt om de verbinding te maken, hoe meer de productie van de verbinding kost. 
Overweeg nu het geautomatiseerde lasproces. Wat gebeurt er als je niet één assemblage samenvoegt, maar honderden of duizenden assemblages? Lassen levert van nature problemen op bij automatisering. Een weerstandslasverbinding op één punt is relatief eenvoudig te automatiseren. Maar zodra het punt een lijn wordt - een lineaire verbinding - moet de lijn opnieuw getraceerd worden. Het is mogelijk om dit traceren te automatiseren door de laslijn bijvoorbeeld langs een verwarmingsstation te bewegen en automatisch lasdraad toe te voeren vanaf grote spoelen. Dit is echter een complexe en veeleisende opstelling, die alleen gerechtvaardigd is bij grote productieruns van identieke onderdelen.
Houd er rekening mee dat lastechnieken voortdurend verbeteren. Je kunt op productiebasis lassen met elektronenbundels, condensatorontlading, wrijving en andere methoden. Deze geavanceerde processen vereisen meestal gespecialiseerde en dure apparatuur plus complexe, tijdrovende instellingen. Overweeg of ze praktisch zijn voor kortere productieruns, veranderingen in de assemblageconfiguratie of typische dagelijkse metaalverbindingseisen.
Het juiste metaalverbindingsproces kiezen
Als je verbindingen nodig hebt die zowel permanent als sterk zijn, beperk je je waarschijnlijk tot lassen versus metaalverbindingen. hardsolderen. Lassen en hardsolderen gebruiken beide hitte en toevoegmetaal. 
Ze kunnen allebei op productiebasis worden uitgevoerd. Daar houdt de gelijkenis echter op. Ze werken verschillend, dus onthoud deze overwegingen voor hardsolderen versus lassen:
Grootte van de assemblage
Dikte van de basismetalen profielen
Voorschriften voor punt- of lijnverbindingen
Metalen die worden samengevoegd
Eindassemblage benodigde hoeveelheid
Andere opties? Mechanisch bevestigde verbindingen (met schroefdraad, spijkers of klinknagels) zijn over het algemeen niet te vergelijken met gesoldeerde verbindingen wat betreft sterkte, weerstand tegen schokken en trillingen of lekdichtheid. Lijmen en solderen zorgen voor permanente verbindingen, maar geen van beide kunnen de sterkte van een gesoldeerde verbinding bieden - gelijk aan of groter dan die van de basismetalen zelf. In de regel kunnen ze ook geen verbindingen maken die bestand zijn tegen temperaturen boven 93°C (200°F). Als je permanente, robuuste metaal-op-metaalverbindingen nodig hebt, is hardsolderen een sterke concurrent.