使用銅焊和焊接接合金屬
有幾種方法可用於連接金屬,包括焊接、銅銲和銲接。焊接和銅焊有什麼不同?銅焊與銲接有何差異?讓我們來探討其中的區別、比較優勢以及常見的應用。此討論將加深您對金屬接合的瞭解,並協助您找出最適合您應用的方法。
銅焊的原理
A 钎焊 銅焊的方式與焊接完全不同。第一個最大的差異在於溫度 - 銅焊不會熔化基本金屬。這意味著銅焊溫度總是低於母材的熔點。對於相同的基本金屬,銅焊的溫度也遠低於焊接的溫度,因此使用的能源也較少。
如果銅焊不能使基底金屬熔化,那麼它是如何接合基底金屬的呢?它的工作原理是在填充金屬和被接合的兩種金屬表面之間形成冶金結合。填充金屬通過接合處以產生這種結合的原理是毛細作用。在銅焊作業中,您會對基底金屬進行加熱。然後將填充金屬與加熱的部件接觸。填料金屬會立即被基底金屬的熱力熔化,並透過毛細作用完全滲透接合處。這就是銅焊接頭的製造過程。
銅焊應用包括電子/電氣、航太、汽車、HVAC/R、建築等。例如,從汽車空調系統到高度敏感的噴射渦輪葉片,從衛星元件到高級珠寶首飾。銅焊在需要連接不同基底金屬(包括銅和鋼)以及非金屬(如碳化鎢、氧化鋁、石墨和鑽石)的應用中具有顯著優勢。
比較優勢。首先,銅焊接頭是一種強韌的接頭。一個製作得宜的銅焊接點(就像焊接接點一樣)在許多情況下會和被接合的金屬一樣強韌,甚至比被接合的金屬更強韌。其次,接頭是在相對較低的溫度下製成,溫度範圍約為 1150°F 至 1600°F (620°C 至 870°C)。
最重要的是,基本金屬從未被熔化。由於基底金屬未被熔化,因此通常可保留其大部分的物理特性。這種基底金屬的完整性是所有銅焊接頭的特點,包括薄截面和厚截面接頭。此外,較低的熱度可將金屬變形或翹曲的危險降至最低。此外,考慮到較低的溫度需要較少的熱量 - 這是一個重要的成本節省因素。
銅焊的另一個重要優點是使用助焊劑或助焊劑塗層/塗層合金可以輕鬆地接合不同的金屬。如果您不需要熔化基底金屬來接合它們,即使它們的熔點相差很大也沒關係。您可以輕鬆地將鋼銅銅钎焊,就像鋼鐵與鋼鐵銅钎一樣。焊接則不同,因為您必須熔化基底金屬才能將它們熔合。這意味著,如果您嘗試將銅(熔點 1981°F/1083°C)焊接到鋼(熔點 2500°F/1370°C)上,您必須採用相當複雜且昂貴的焊接技術。透過傳統的銅焊程序可輕鬆地將不同的金屬接合在一起,這表示您可以選擇最適合組裝功能的金屬,無論它們的熔點差異有多大,接合起來都不會有問題。
此外,一個 钎焊 具有平滑、良好的外觀。銅焊接頭細小、整齊的圓角與焊接接頭粗大、不規則的焊縫相比,有天淵之別。此特性對於消費性產品的接點尤其重要,因為外觀是關鍵。銅焊接點幾乎總是可以 「按原樣 」使用,不需要進行任何精加工,這又節省了成本。
與焊接相比,銅焊的另一個顯著優勢是,操作人員掌握銅焊技能的速度通常快於焊接技能。原因在於兩種製程的固有差異。線性焊點必須以精確的同步加熱和填充金屬的沉積來追蹤。另一方面,銅焊接點則傾向於透過毛細作用「自製」。事實上,銅焊所涉及的技術有相當大的部分是來自於接頭的設計和工程。高技能操作員培訓的相對速度是一個重要的成本因素。
最後 金屬銅焊 相對容易自動化。銅焊製程的特性 - 廣泛的熱應用和易於填充金屬定位 - 有助於消除潛在的問題。自動加熱接頭的方法很多,銅焊填料金屬的形式也很多,沉積的方法也很多,因此銅焊作業幾乎可以輕鬆地自動化,適用於任何級別的生產。
焊接工作原理
焊接是透過熔化金屬並將其熔合在一起,通常會加入焊接填充金屬。所產生的接點非常堅固 - 通常與接合的金屬一樣堅固,甚至更堅固。為了熔合金屬,您必須在接合區域直接施加高溫。該熱量必須達到很高的溫度,才能熔化基本金屬(被接合的金屬)和填充金屬。因此,焊接溫度從基本金屬的熔點開始。
焊接通常適用於接合大型組件,其中兩個金屬部分都相對較厚(0.5"/12.7mm),並在單點接合。由於焊接點的焊縫是不規則的,因此一般不適用於需要外觀接點的產品。應用範圍包括運輸、建築、製造和維修車間。例如機器人組件加上壓力容器、橋樑、建築結構、飛機、鐵路車廂和軌道、管道等的製造。
比較優勢。由於焊接熱量強烈,因此通常是局部性的、針對性的;在廣闊的區域均勻施用是不切實際的。這種針對性有其優點。例如,如果您想在單一點接合兩小塊金屬,電阻焊接方法就很實用。這是一種快速、經濟的方法,可以製造成百上千個強固、永久的接點。
不過,如果接點是線性而非針對性的,問題就會出現。焊接的局部熱量可能會成為劣勢。舉例來說,如果您想對兩片金屬進行對焊,您首先要將金屬片的邊緣倒角,以預留焊接填充金屬的空間。然後進行焊接,先將接合區域的一端加熱至熔融溫度,然後沿著接合線緩慢移動熱量,並與熱量同步沉積填充金屬。這是典型的傳統焊接作業。如果製作得宜,此焊接點的強度至少與接合金屬的強度相同。
然而,這種線性接合焊接方法也有其缺點。接點是在高溫下產生 - 高溫足以熔化基底金屬和填充金屬。這些高溫可能會造成問題,包括基本金屬可能變形、翹曲或焊接區域周圍的應力。當被接合的金屬很厚時,這些危險會減到最低,但當母金屬很薄時,這些危險就可能成為問題。此外,高溫也很昂貴,因為熱能就是能源,而能源是要花費金錢的。製造接合點所需的熱量越多,接合點的製造成本就越高。
現在,請考慮自動化焊接程序。當您連接的不是一個組件,而是成百上千個組件時,會發生什麼情況?焊接,就其本質而言,在自動化過程中會出現問題。單點的阻焊接點相對容易自動化。但是,一旦點變成線 - 線性接合 - 就必須再次追蹤線。這個追蹤作業可以自動化,例如將接頭線條移過加熱站,並自動從大線輪送入填充線。不過,這是一種複雜且嚴謹的設定,只有當您需要大量生產相同的零件時,才需要這樣的設定。
請記住,焊接技術確實在不斷改進。您可以透過電子束、電容器放電、摩擦及其他方法進行生產性焊接。這些複雜的製程通常需要專業且昂貴的設備,以及複雜且耗時的設定。請考慮它們是否適用於較短的生產週期、組裝配置的變更或典型的日常金屬接合需求。
選擇正確的金屬接合製程
如果您需要永久性且堅固的接頭,您可能會將金屬接合的考慮範圍縮小為焊接。 銅焊.焊接和銅焊都使用熱量和填充金屬。 它們都可以在生產的基礎上進行。然而,相似之處僅止於此。它們的工作方式不同,因此請記住這些銅焊與焊接的注意事項:
組裝尺寸
基本金屬部分的厚度
點接或線接要求
接合金屬
最終組裝所需數量
其他選擇?機械固定接頭(螺紋、鉚釘或鉚接)在強度、抗衝擊和振動性或滲漏密封性方面通常無法與銅焊接頭相比。粘合劑粘接和焊接可提供永久性的粘接,但一般而言,兩者都無法提供銅焊接頭的強度 - 等於或大於基底金屬本身的強度。一般而言,它們也無法製造出耐溫高於 200°F (93°C) 的接點。當您需要永久、堅固的金屬對金屬接點時,銅焊是一個有力的競爭者。