Spájanie kovov spájkovaním a zváraním
Na spájanie kovov existuje niekoľko metód vrátane zvárania, spájkovania a spájkovania. Aký je rozdiel medzi zváraním a spájkovaním? Aký je rozdiel medzi tvrdým spájkovaním a spájkovaním? Poďme preskúmať rozdiely plus porovnávacie výhody, ako aj bežné aplikácie. Táto diskusia prehĺbi vaše znalosti o spájaní kovov a pomôže vám určiť optimálny prístup pre vašu aplikáciu.
AKO FUNGUJE SPÁJKOVANIE
A spájkovaný spoj je vyrobený úplne iným spôsobom ako zváraný spoj. Prvý veľký rozdiel je v teplote - pri spájkovaní sa základné kovy neroztavia. To znamená, že teploty spájkovania sú vždy nižšie ako teploty tavenia základných kovov. Teploty spájkovania sú tiež výrazne nižšie ako teploty zvárania rovnakých základných kovov, pričom sa spotrebuje menej energie.
Ak spájkovanie nespája základné kovy, ako ich spája? Funguje to tak, že sa vytvorí metalurgická väzba medzi plnivom a povrchmi dvoch spájaných kovov. Princíp, na základe ktorého sa plniaci kov vťahuje cez spoj, aby sa vytvorilo toto spojenie, je kapilárne pôsobenie. Pri tvrdom spájkovaní sa na základné kovy aplikuje teplo zoširoka. Potom sa plniaci kov dostane do kontaktu s ohrievanými časťami. Teplom v základných kovoch sa okamžite roztaví a kapilárnym pôsobením sa úplne vtiahne do spoja. Takto vzniká spájkovaný spoj.
Spájkovanie sa používa v elektronike/elektrotechnike, letectve, automobilovom priemysle, HVAC/R, stavebníctve a ďalších odvetviach. Príklady siahajú od klimatizačných systémov pre automobily cez vysoko citlivé lopatky prúdových turbín až po satelitné komponenty a jemné šperky. Spájkovanie ponúka významnú výhodu v aplikáciách, ktoré si vyžadujú spájanie rozdielnych základných kovov vrátane medi a ocele, ako aj nekovov, napríklad karbidu volfrámu, oxidu hlinitého, grafitu a diamantu.
Porovnávacie výhody. Po prvé, spájkovaný spoj je pevný spoj. Správne vyhotovený spájkovaný spoj (podobne ako zváraný spoj) je v mnohých prípadoch rovnako pevný alebo pevnejší ako spájané kovy. Po druhé, spoj sa vyrába pri relatívne nízkych teplotách, približne od 1150°F do 1600°F (620 °C do 870 °C). 
Najdôležitejšie je, že základné kovy sa nikdy netavia. Keďže sa základné kovy netavia, môžu si zvyčajne zachovať väčšinu svojich fyzikálnych vlastností. Táto integrita základného kovu je charakteristická pre všetky spájkované spoje vrátane spojov s tenkým aj hrubým prierezom. Nižšia teplota tiež minimalizuje nebezpečenstvo deformácie alebo deformácie kovu. Zvážte tiež, že nižšie teploty vyžadujú menej tepla - čo je významný faktor úspory nákladov.
Ďalšou dôležitou výhodou tvrdého spájkovania je jednoduché spájanie rôznorodých kovov pomocou tavidla alebo zliatin s tavidlovým povlakom. Ak nemusíte základné kovy roztaviť, aby ste ich spojili, nezáleží na tom, či majú veľmi rozdielne teploty tavenia. Oceľ môžete spájkovať s meďou rovnako ľahko ako oceľ s oceľou. Zváranie je iný príbeh, pretože na spojenie základných kovov ich musíte roztaviť. To znamená, že ak sa pokúšate zvárať meď (teplota topenia 1981°F/1083 °C) s oceľou (teplota topenia 2500°F/1370 °C), musíte použiť pomerne zložité a drahé zváracie techniky. Úplná jednoduchosť spájania rôznorodých kovov pomocou bežných postupov spájkovania znamená, že si môžete vybrať akékoľvek kovy, ktoré sú najvhodnejšie pre funkciu zostavy, a viete, že nebudete mať problém s ich spájaním bez ohľadu na to, ako veľmi sa líšia v teplotách tavenia.
Taktiež, a spájkovaný spoj má hladký a priaznivý vzhľad. Drobný, úhľadný filet spájkovaného spoja a hrubý, nepravidelný korálik zváraného spoja sa dajú porovnať ako noc a deň. Táto vlastnosť je dôležitá najmä pri spojoch na spotrebných výrobkoch, kde je vzhľad rozhodujúci. Spájkovaný spoj možno takmer vždy použiť "tak, ako je", bez potreby akýchkoľvek dokončovacích operácií - ďalšia úspora nákladov.
Spájkovanie má oproti zváraniu ďalšiu významnú výhodu v tom, že obsluha si zvyčajne osvojí zručnosti pri spájkovaní rýchlejšie ako pri zváraní. Dôvod spočíva vo vnútornom rozdiele medzi týmito dvoma procesmi. Lineárny zváraný spoj sa musí sledovať s presnou synchronizáciou aplikácie tepla a nanášania prídavného kovu. Naproti tomu spájkovaný spoj má tendenciu "vytvoriť sa sám" prostredníctvom kapilárneho pôsobenia. V skutočnosti značná časť zručnosti pri spájkovaní spočíva v konštrukcii a technickom riešení spoja. Dôležitým nákladovým faktorom je porovnateľná rýchlosť školenia vysokokvalifikovanej obsluhy.
Nakoniec, spájkovanie kovov sa dá pomerne ľahko automatizovať. Vlastnosti procesu spájkovania - široké možnosti tepelného využitia a jednoduché umiestnenie plniva - pomáhajú eliminovať potenciálne problémy. Existuje mnoho spôsobov automatického ohrevu spoja, mnoho foriem spájkovacieho plniva a mnoho spôsobov ich ukladania, takže spájkovacia operácia sa dá ľahko automatizovať pre takmer akúkoľvek úroveň výroby.
AKO FUNGUJE ZVÁRANIE
Zváranie spája kovy tavením a spájaním, zvyčajne s pridaním prídavného zváracieho kovu. Vzniknuté spoje sú pevné - zvyčajne rovnako pevné ako spájané kovy alebo ešte pevnejšie. Pri spájaní kovov sa pôsobí koncentrovaným teplom priamo na oblasť spoja. Toto teplo musí mať vysokú teplotu, aby sa roztavili základné kovy (spájané kovy) a prídavné kovy. Preto sa zváracie teploty začínajú pri teplote tavenia základných kovov. 
Zváranie je vo všeobecnosti vhodné na spájanie veľkých zostáv, kde sú oba kovové profily relatívne hrubé (0,5"/12,7 mm) a spojené v jednom bode. Keďže je zvarený spoj nepravidelný, zvyčajne sa nepoužíva vo výrobkoch, ktoré si vyžadujú kozmetické spoje. Medzi aplikácie patrí doprava, stavebníctvo, výroba a opravovne. Príkladom sú robotické zostavy plus výroba tlakových nádob, mostov, stavebných konštrukcií, lietadiel, železničných vagónov a tratí, potrubí a ďalších.
Porovnávacie výhody. Pretože je zváracie teplo intenzívne, je zvyčajne lokalizované a bodové; nie je praktické aplikovať ho rovnomerne na veľkú plochu. Tento bodový aspekt má svoje výhody. Napríklad ak chcete spojiť dva malé pásy kovu v jednom bode, je praktické zváranie elektrickým odporom. Ide o rýchly a ekonomický spôsob, ako vytvoriť pevné a trvalé spoje v počte stoviek a tisícov.
Ak je však spoj lineárny a nie presne vymedzený, vznikajú problémy. Lokalizované teplo pri zváraní sa môže stať nevýhodou. Ak chcete napríklad zvárať na tupo dva kusy kovu, začnete skosením okrajov kovových častí, aby ste vytvorili priestor pre zvárací prídavný kov. Potom zvárate tak, že najprv zahrejete jeden koniec oblasti spoja na teplotu tavenia a potom pomaly posúvate teplo pozdĺž línie spoja, pričom synchronizovane s teplom nanášate prídavný kov. Toto je typická, bežná zváracia operácia. Správne zhotovený zvarový spoj je minimálne taký pevný ako spájané kovy.
Tento prístup lineárneho zvárania spojov má však aj svoje nevýhody. Spoje sa vytvárajú pri vysokých teplotách - dostatočne vysokých na roztavenie základných kovov aj prídavného kovu. Tieto vysoké teploty môžu spôsobiť problémy vrátane možného skreslenia a deformácie základných kovov alebo napätia v oblasti zvaru. Tieto nebezpečenstvá sú minimálne, keď sú spájané kovy hrubé, ale môžu sa stať problémom, keď sú základné kovy tenké. Vysoké teploty sú tiež nákladné, pretože teplo je energia a energia stojí peniaze. Čím viac tepla potrebujete na vytvorenie spoja, tým drahšia je výroba spoja. 
Teraz zvážte automatizovaný proces zvárania. Čo sa stane, keď spojíte nie jednu zostavu, ale stovky alebo tisíce zostáv? Zváranie zo svojej podstaty predstavuje problém pri automatizácii. Odporový zvarový spoj vyrobený v jednom bode sa dá relatívne ľahko automatizovať. Akonáhle sa však z bodu stane línia - lineárny spoj - opäť je potrebné líniu sledovať. Túto operáciu sledovania je možné automatizovať, napríklad posúvaním línie spoja okolo ohrievacej stanice a automatickým podávaním prídavného drôtu z veľkých cievok. Ide však o zložité a náročné nastavenie, ktoré je opodstatnené len v prípade veľkých výrobných sérií rovnakých dielov.
Nezabudnite, že zváracie techniky sa neustále zlepšujú. Vo výrobe môžete zvárať elektrónovým lúčom, kondenzátorovým výbojom, trením a inými metódami. Tieto sofistikované procesy si zvyčajne vyžadujú špecializované a drahé vybavenie a zložité, časovo náročné nastavenia. Zvážte, či sú praktické pre kratšie výrobné série, zmeny v konfigurácii zostavy alebo typické každodenné požiadavky na spájanie kovov.
Výber správneho procesu spájania kovov
Ak potrebujete trvalé a pevné spoje, pravdepodobne zúžite svoje úvahy o spájaní kovov na zváranie v porovnaní so zváraním. spájkovanie. Pri zváraní a spájkovaní sa používa teplo a prídavné kovy. 
Obidve sa môžu vykonávať vo výrobe. Tu sa však podobnosť končí. Pracujú odlišne, preto si zapamätajte tieto úvahy o spájkovaní a zváraní:
Veľkosť zostavy
Hrúbka profilov základného kovu
Požiadavky na bodové alebo líniové spoje
Spájané kovy
Potrebné množstvo pre konečnú montáž
Iné možnosti? Mechanicky upevnené spoje (so závitom, kolíkom alebo nitom) sa vo všeobecnosti nevyrovnajú spájkovaným spojom z hľadiska pevnosti, odolnosti voči nárazom a vibráciám alebo tesnosti. Lepenie a spájkovanie zabezpečia trvalé spoje, ale vo všeobecnosti ani jeden z nich nemôže ponúknuť pevnosť spájkovaného spoja - rovnakú alebo väčšiu ako samotné základné kovy. Spravidla ani nedokážu vytvoriť spoje, ktoré by boli odolné voči teplotám nad 93 °C (200 °F). Ak potrebujete trvalé a pevné spoje kov na kov, spájkovanie je silným konkurentom.