Îmbinarea metalelor prin brazare și sudare
Există mai multe metode disponibile pentru îmbinarea metalelor, inclusiv sudarea, brazarea și lipirea. Care este diferența dintre sudare și brazare? Care este diferența dintre brazare și lipire? Să explorăm distincțiile, plus avantajele comparative, precum și aplicațiile comune. Această discuție vă va aprofunda cunoștințele despre îmbinarea metalelor și vă va ajuta să identificați abordarea optimă pentru aplicația dumneavoastră.
CUM FUNCȚIONEAZĂ BRAZAREA
A îmbinare brazată este realizată într-un mod complet diferit de cel al unei îmbinări sudate. Prima mare diferență este temperatura - brazarea nu topește metalele de bază. Aceasta înseamnă că temperaturile de lipire sunt invariabil mai mici decât punctele de topire ale metalelor de bază. Temperaturile de brazare sunt, de asemenea, semnificativ mai scăzute decât temperaturile de sudare pentru aceleași metale de bază, folosind mai puțină energie.
Dacă brazarea nu fuzionează metalele de bază, cum le unește? Aceasta funcționează prin crearea unei legături metalurgice între metalul de adaos și suprafețele celor două metale care sunt îmbinate. Principiul prin care metalul de adaos este atras prin îmbinare pentru a crea această legătură este acțiunea capilară. Într-o operațiune de lipire, se aplică căldură în general metalelor de bază. Metalul de adaos este apoi adus în contact cu piesele încălzite. Acesta este topit instantaneu de căldura din metalele de bază și tras prin acțiune capilară complet prin îmbinare. Acesta este modul în care se realizează o îmbinare lipită.
Aplicațiile de lipire includ electronice/electrice, aerospațiale, auto, HVAC/R, construcții și multe altele. Exemplele variază de la sisteme de aer condiționat pentru automobile la palete de turbine cu reacție extrem de sensibile, de la componente de satelit la bijuterii fine. Brazarea oferă un avantaj semnificativ în aplicațiile care necesită îmbinarea unor metale de bază diferite, inclusiv cupru și oțel, precum și nemetale, cum ar fi carbura de tungsten, alumină, grafit și diamant.
Avantaje comparative. În primul rând, o îmbinare brazată este o îmbinare puternică. În multe cazuri, o îmbinare lipită corect (la fel ca o îmbinare sudată) va fi la fel de puternică sau mai puternică decât metalele îmbinate. În al doilea rând, îmbinarea se realizează la temperaturi relativ scăzute, cuprinse între aproximativ 1150 °F și 1600 °F (620 °C și 870 °C). 
Mai important, metalele de bază nu sunt niciodată topite. Deoarece metalele de bază nu sunt topite, acestea își pot păstra majoritatea proprietăților fizice. Această integritate a metalului de bază este caracteristică tuturor îmbinărilor brazate, inclusiv îmbinărilor cu secțiune subțire și groasă. De asemenea, căldura mai scăzută reduce la minimum pericolul de distorsionare sau deformare a metalului. Luați în considerare, de asemenea, faptul că temperaturile scăzute necesită mai puțină căldură - un factor semnificativ de reducere a costurilor.
Un alt avantaj important al lipirii este ușurința de a uni metale diferite folosind flux sau aliaje acoperite cu flux. Dacă nu trebuie să topiți metalele de bază pentru a le uni, nu contează dacă acestea au puncte de topire foarte diferite. Puteți lipi oțelul de cupru la fel de ușor ca oțelul de oțel. Sudarea este o poveste diferită, deoarece trebuie să topiți metalele de bază pentru a le uni. Aceasta înseamnă că, dacă încercați să sudați cupru (punct de topire 1981°F/1083°C) cu oțel (punct de topire 2500°F/1370°C), trebuie să utilizați tehnici de sudare destul de sofisticate și costisitoare. Ușurința totală de a uni metale diferite prin proceduri convenționale de lipire înseamnă că puteți selecta orice metale sunt cele mai potrivite pentru funcția ansamblului, știind că nu veți avea nicio problemă în a le uni, indiferent de cât de mult variază temperaturile lor de topire.
De asemenea, o îmbinare brazată are un aspect neted, favorabil. Există o comparație noapte și zi între filetul mic și îngrijit al unei îmbinări brazate și talonul gros și neregulat al unei îmbinări sudate. Această caracteristică este deosebit de importantă pentru îmbinările de pe produsele de consum, unde aspectul este esențial. O îmbinare sudată poate fi utilizată aproape întotdeauna "așa cum este", fără a fi necesare operațiuni de finisare - o altă economie de costuri.
Brazarea oferă un alt avantaj semnificativ față de sudare, în sensul că operatorii pot dobândi de obicei competențe de brazare mai repede decât competențe de sudare. Motivul constă în diferența inerentă dintre cele două procese. O îmbinare sudată liniară trebuie să fie trasată cu o sincronizare precisă a aplicării căldurii și a depunerii metalului de adaos. O îmbinare sudată, pe de altă parte, tinde să se "facă singură" prin acțiune capilară. De fapt, o parte considerabilă a priceperii implicate în lipire este înrădăcinată în proiectarea și ingineria îmbinării. Rapiditatea comparativă a formării unui operator cu înaltă calificare este un factor de cost important.
În cele din urmă, lipire a metalelor este relativ ușor de automatizat. Caracteristicile procesului de lipire - aplicațiile termice largi și ușurința de poziționare a metalului de adaos - contribuie la eliminarea potențialului de probleme. Există multe modalități de a încălzi automat îmbinarea, multe forme de metal de adaos pentru brazare și multe modalități de a le depune, astfel încât o operațiune de brazare poate fi ușor automatizată pentru aproape orice nivel de producție.
CUM FUNCȚIONEAZĂ SUDAREA
Sudarea unește metalele prin topirea și fuziunea lor, de obicei cu adăugarea unui metal de adaos. Îmbinările produse sunt puternice - de obicei la fel de puternice ca metalele îmbinate sau chiar mai puternice. Pentru a fuziona metalele, se aplică o căldură concentrată direct în zona îmbinării. Această căldură trebuie să fie la o temperatură ridicată pentru a topi metalele de bază (metalele care se unesc) și metalele de adaos. Prin urmare, temperaturile de sudare încep de la punctul de topire al metalelor de bază. 
În general, sudarea este potrivită pentru îmbinarea ansamblurilor mari în care ambele secțiuni metalice sunt relativ groase (0,5"/12,7mm) și îmbinate într-un singur punct. Deoarece talonul unei îmbinări sudate este neregulat, aceasta nu este utilizată de obicei în cazul produselor care necesită îmbinări cosmetice. Aplicațiile includ transportul, construcțiile, producția și atelierele de reparații. Exemple sunt ansamblurile robotizate plus fabricarea de recipiente sub presiune, poduri, structuri de clădiri, aeronave, vagoane și șine de cale ferată, conducte și multe altele.
Avantaje comparative. Deoarece căldura de sudare este intensă, aceasta este de obicei localizată și punctată; nu este practic să se aplice uniform pe o suprafață largă. Acest aspect punctual are avantajele sale. De exemplu, dacă doriți să uniți două benzi mici de metal într-un singur punct, o abordare practică este sudarea prin rezistență electrică. Aceasta este o modalitate rapidă și economică de a realiza îmbinări puternice și permanente cu sutele și miile.
Totuși, dacă îmbinarea este mai degrabă liniară decât punctuală, apar probleme. Căldura localizată a sudurii poate deveni un dezavantaj. De exemplu, dacă doriți să sudați cap la cap două bucăți de metal, începeți prin șanfrenarea marginilor bucăților de metal pentru a lăsa loc pentru metalul de adaos. Apoi se sudează, încălzind mai întâi un capăt al zonei de îmbinare la temperatura de topire, apoi deplasând încet căldura de-a lungul liniei de îmbinare, depunând metal de adaos în sincronizare cu căldura. Aceasta este o operațiune de sudare tipică, convențională. Realizată corect, această îmbinare sudată este cel puțin la fel de rezistentă ca metalele îmbinate.
Cu toate acestea, există dezavantaje ale acestei abordări de sudare a îmbinărilor liniare. Îmbinările sunt realizate la temperaturi ridicate - suficient de ridicate pentru a topi atât metalele de bază, cât și metalul de adaos. Aceste temperaturi ridicate pot cauza probleme, inclusiv posibile distorsiuni și deformări ale metalelor de bază sau tensiuni în jurul zonei sudate. Aceste pericole sunt minime atunci când metalele care se unesc sunt groase, dar pot deveni probleme atunci când metalele de bază sunt secțiuni subțiri. De asemenea, temperaturile ridicate sunt costisitoare, deoarece căldura este energie, iar energia costă bani. Cu cât este nevoie de mai multă căldură pentru a realiza îmbinarea, cu atât mai mult va costa producerea acesteia. 
Acum, luați în considerare procesul automatizat de sudare. Ce se întâmplă atunci când îmbinați nu un ansamblu, ci sute sau mii de ansambluri? Sudarea, prin natura sa, prezintă probleme în automatizare. O îmbinare sudată prin rezistență realizată într-un singur punct este relativ ușor de automatizat. Cu toate acestea, odată ce punctul devine o linie - o îmbinare liniară - din nou, linia trebuie trasată. Este posibil să se automatizeze această operațiune de trasare, deplasând linia de îmbinare, de exemplu, pe lângă o stație de încălzire și alimentând automat sârma de umplere din bobine mari. Cu toate acestea, este vorba de o instalație complexă și exigentă, care se justifică numai în cazul în care aveți producții mari de piese identice.
Rețineți că tehnicile de sudare se îmbunătățesc continuu. Puteți suda în producție prin fascicul de electroni, descărcarea condensatorului, fricțiune și alte metode. Aceste procese sofisticate necesită, de obicei, echipamente specializate și costisitoare, precum și configurații complexe, care necesită mult timp. Luați în considerare dacă acestea sunt practice pentru producții mai scurte, schimbări în configurația ansamblului sau cerințe zilnice tipice de îmbinare a metalelor.
Alegerea procesului corect de îmbinare a metalelor
Dacă aveți nevoie de îmbinări care să fie atât permanente, cât și rezistente, probabil că vă veți restrânge gama de produse de îmbinare a metalelor la sudură față de lipire. Sudarea și brazarea utilizează căldură și metale de adaos. 
Ambele pot fi efectuate pe bază de producție. Cu toate acestea, asemănarea se termină aici. Ele funcționează diferit, așa că rețineți aceste considerații referitoare la lipire vs. sudare:
Dimensiunea ansamblului
Grosimea secțiunilor metalice de bază
Cerințe privind îmbinarea punctuală sau în linie
Metale care se îmbină
Cantitatea necesară pentru asamblarea finală
Alte opțiuni? În general, îmbinările fixate mecanic (cu filet, cu țăruși sau cu nituri) nu se compară cu îmbinările brazate în ceea ce privește rezistența, rezistența la șocuri și vibrații sau etanșeitatea. Lipirea adezivă și lipirea vor oferi legături permanente, dar, în general, niciuna nu poate oferi rezistența unei îmbinări brazate - egală sau mai mare decât cea a metalelor de bază în sine. De asemenea, nu pot produce, de regulă, îmbinări care să ofere rezistență la temperaturi mai mari de 93°C (200°F). Atunci când aveți nevoie de îmbinări permanente și robuste metal-metal, lipirea este un concurent puternic.