Чем отличается сварка металлических деталей от паяния?

Реферат – Пайка металло

Область применения пайки металлов, ее преимущества и недостатки. Методы паяния нихрома, титана, стали и других материалов. Выбор припоев и флюсов, от которых зависит качество паяного шва.

  1. Разновидности
  2. Технология пайки металлов
  3. Ваш комментарий к ответу:
  4. Ваш комментарий к ответу:
  5. Адгезия расплавов и пайка материалов. Сборник научных трудов. Вып. 41
  6. Бессвинцовые технологии
  7. Сравнение со сваркой
  8. 2.3 Контактно-реактивная пайка
  9. Обзор видов
  10. Низкотемпературная
  11. Высокотемпературная
  12. 2 .4 Реактивно-флюсовая пайка
  13. Стандарты
  14. Меры безопасности
  15. Пошаговая техника пайки проводов
  16. Что понадобится?
  17. См. также
  18. См. также
  19. См. также
  20. Пошаговая методика пайки радиодеталей на плату
  21. Возможные проблемы при пайке
  22. Работа с медью
  23. Написать отзыв
  24. Литература
  25. Видео по теме

Разновидности

Пайка бывает низкотемпературная (до 450 °C) и высокотемпературная. Соответственно припои бывают легкоплавкие и тугоплавкие. Для низкотемпературной пайки используют в основном электрический нагрев, для высокотемпературной — в основном нагрев горелкой. В качестве припоя используют сплавы оловянно-свинцовые (Sn 90 % Pb 10 % c t° пл. 220 °C), оловянно-серебряные (Ag 72 % с t° пл. 779 °C), медно-цинковые (Cu 48 % Zn остальное с t° пл. 865 °C), галлиевые (t° пл.

50°С), висмутовые (сплав Вуда с t° пл. 70 °C, сплав Розе с t° пл. 96 °C) и т. д.

Пайка является высокопроизводительным процессом, обеспечивает надёжное электрическое соединение, позволяет соединять разнородные материалы (в различной комбинации металлы и неметаллы), отсутствие значительных температурных короблений (по сравнению со сваркой). Паяные соединения допускают многократное разъединение и соединение соединяемых деталей (в отличие от сварки). К недостаткам можно отнести относительно невысокую механическую прочность.

Исходя из физико-химической природы процесса, пайку можно определить следующим образом. Процесс соединения металлов в твёрдом состоянии путём введения в зазор припоя, взаимодействующего с основным металлом и образующего жидкую металлическую прослойку, кристаллизация которой приводит к образованию паяного шва. Пайка подразделяется на капиллярную, диффузионную, контактно-реакционную, реакционно-флюсовую и пайку-сварку. В свою очередь, капиллярная подразделяется на горизонтальную и вертикальную. Диффузионная — на атомно-диффузионную и реакционно-диффузионную. Контактно-реакционная — с образованием эвтектики и с образованием твёрдого раствора. Реакционно-флюсовая — без припоя и с припоем. Пайка-сварка — без оплавления и с оплавлением. Анализируя сущность физико-химических процессов, протекающих на границе основной металл — расплав припоя (при формировании соединения в существующих видах пайки), можно видеть, что различия между капиллярной пайкой, диффузионной пайкой и пайкой-сваркой не носят принципиального характера. Капиллярность является общим признаком пайки. Отличительным признаком диффузионной пайки является длительная выдержка при температуре пайки и изотермическая кристаллизация металла шва в процессе пайки. Других характерных признаков этот метод не имеет, основное назначение его — повысить температуру распая шва и прочность паяного соединения. Диффузионная пайка может быть развитием любого вида пайки, в том числе капиллярной, реакционно-флюсовой или контактно-реакционной. В последнем случае диффузионная пайка возможна, если второй металл взаимодействующей пары вводится в виде прослойки между соединяемыми металлами. При реакционно-флюсовой пайке происходит совмещение процессов вытеснение из флюса металла, служащего припоем, и его взаимодействия с основным металлом. Наконец, пайка-сварка отличается от других методов пайки количеством вводимого припоя и характером формирования шва, делающим этот метод пайки похожим на сварку плавлением. При соединении разнородных металлов при пайке-сварке возможно оплавление кромки одной из деталей, изготовленной из более легкоплавкого металла.

Технология пайки металлов

Технология пайки металлов протекает в следующем порядке:

  1. Вначале тщательно зачищаются соединяемые поверхности деталей. Снимается фаска;
  2. Наносится тонким слоем флюс. Какой наносить флюс зависит от свойств металла, который будут паять. Для лучшего распределения флюса по поверхности, необходимо прокрутить соединяемые детали. Или же поверхность подвергают лужению;
  3. Затем горелкой разогревается заготовка в определенном радиусе от места соединения. Для более качественной пайки место соединения прогревается до температуры, которая значительно выше температуры плавления припоя;
  4. На разогретое место соединения присоединяют припой, который быстро плавится и заполняет зазор соединяемых деталей. Некоторые виды пайки включают в себя лужение зачищенной поверхности и последующее соединение и прогрев;
  5. После пайки остывание должно происходить естественным путем. Иначе качество соединения может пострадать.

Технология пайки металлов без припоя применяется при соединении титана и меди. Используется явление контактного плавления. Учитывая, что плавление меди происходит при температуре 1083 градусов Цельсия, а титана 1725 градусов Цельсия, то при плотном соединении и нагреве до 900 градусов Цельсия, имеющийся зазор заполняется расплавом в месте контакта. Происходит процесс диффузии металлов.

Пайка находит свое применение в соединении труб теплообменников, в холодильных установках, системах, передающие разные жидкости и газы и др.

Сущность и применение пайки металлов

Процесс соединения заготовок, в результате которого их материал не расплавляется, называется пайкой. То есть, материал не изменяет своих технических характеристик и качеств.

Пайка металлов происходит за счет смачивания поверхностей заготовок жидким припоем, которым заполняется зазор между двумя металлическими изделиями. При этом припой – это металл или сплав нескольких металлов, обычно олова и свинца.

Соединение с помощью пайки, без расплавления, дает возможность в будущем разъединить детали (распаять или перепаять заново), не нарушая их свойств. Качество пайки зависит от типов соединяемых металлов, от припоя и флюса, нагрева и вида соединения.

Преимущества и недостатки

К преимуществам процесса пайки можно отнести:

  • возможность соединять сталь с цветными металлами;
  • высокая технологичность процесса;
  • возможность проводить паяльные операции в труднодоступных и неудобных местах;
  • возможность соединять сложные по конструкции узлы и детали;
  • процесс можно проводить не точно по контуру соединения, а по всей плоскости;
  • нагрев при пайке обеспечивает термическую обработку металлических заготовок.

Что касается недостатков пайки, основной – это невысокая прочность паяного соединения на отрыв и сдвиг за счет мягкости припойного металла. Сложно проводить операции, которые касаются высокотемпературной технологии.

Где применяется

После сварки пайка находится на втором месте по применению в категории стыковки металлов. А в некоторых областях производства она занимает главенствующую позицию.

К примеру, в производстве компьютеров, сотовых телефонов и другой IT-ной техники. Ведь мельчайшие детали этой техники требуют компактного контакта между собой.

Кроме этого пайка применяется для соединения медных трубок в производстве холодильников, теплообменников, при соединении твердосплавных деталей между собой, к примеру, режущие пластины к резцам.

При проведении кузовных работах проводится соединение деталей к тонким металлическим листам. Лужение тоже является частью процесса пайки, а эту операцию применяют для защиты различных конструкций от коррозии металлов.

В общем, можно сказать, что если в каких-то ситуациях нельзя соединить две металлические заготовки между собой сваркой, болтовым соединением, шпильками, клепками, клеем или другими способами, то на помощь приходит именно пайка металла.

Разновидности

Классификация пайки металлов достаточно сложна, потому что в каждой категории приходится учитывать большое количество различных параметров. Имеет значения тип припоя, способ нагрева, присутствует ли в зазоре давление или нет, как кристаллизуется паяный шов.

Но чаще всего разделение проводится по температуре расплавленного припоя. Это низкотемпературный процесс (до 450 ℃) и высокотемпературный (свыше 450 ℃).

Низкотемпературную пайку чаще всего используют именно в электронике, потому что сама технология достаточно проста и экономична. При этом появляется возможность паять мелкие детали, что актуально для этой промышленности. К тому же этим способом можно проводить соединение разнородных металлов и материалов.

Что касается высокотемпературной технологии, то она обозначается высокими прочностными характеристиками места стыка, такое соединение может выдержать даже ударные нагрузки и высокое давление.

В мелкосерийном производстве высокую температуру обеспечивают газовыми горелками или токами индукционного типа средней или высокой частоты.

В классификации процесса пайки есть еще одно разделение, в основе которого лежит тип припоя. Самый распространенный способ – использовать готовый припой.

Кстати, это не обязательно стержни из сплавов, это может быть специальная паста. Припой просто расплавляется и затекает в зазор между деталями. Здесь проявляется капиллярное явление. Силы поверхностного натяжения заставляют расплавленный металл проникать во все поры и трещины деталей.

Вторая позиция в этом разделении – реакционно-флюсовая операция, для чего используется цинкосодержащий флюс. По сути, между нагретыми кромками заготовок из металла и флюсовым материалом происходит химическая реакция, конечный результат которой и есть припой.

Читайте также  Сечет соединение глушителя с резонатором

Способы нагревания

Паяльные материалы можно нагревать разными способами. Если говорить о домашнем применении процесса пайки металлов, то самый распространенный вариант – паяльник или горелка.

Первый инструмент используется, если необходимо провести низкотемпературный процесс, второй – если высокотемпературный. Разнообразие современных паяльников велико. Среди них есть устройства с автоматической регулировкой температуры и другими полезными функциями.

В производстве используются в основном другие технологии: печная пайка, с помощью индукционных нагревателей, с погружением в специальные ванны с металлом или солями.

Применяется нагрев электросопротивлением, когда припой и соединяемые заготовки нагреваются за счет протекания по ним электрического тока, и прочие.

Припои

В реализации пайки элементов важны припои. Изготавливают их из чистых металлов или их сплавов. При выборе обращают внимание на две основные их характеристики: смачиваемость и температура плавления. Первое свойство – это сцепление припоя с заготовками, где прочность соединения между ними становится выше, чем между молекулами самого припойного материала.

Что касается температуры, то тут есть одно требование – температура плавления припойного металла должна быть ниже, чем тот же показатель у заготовок. Поэтому припойный материал делится на две категории: легкоплавкие и тугоплавкие.

Первые – материалы на основе олова и свинца в чистом виде или с добавлением различных компонентов. Вторые – материалы на основе серебра или меди. Это медно-цинковые припои, которыми можно паять медные, бронзовые и стальные заготовки.

Серебряные марки считаются лучшими, у них высокие прочностные характеристики, поэтому их применяют для стыка деталей, работающих под вибрацией или ударами.

Кроме основных видов в промышленности используются и другие разновидности. К примеру, никелевые применяют для деталей, работающих при высоких температурах.

Золотые – для соединения золотых украшений или пайки трубок, работающих под вакуумом. Магниевые – для стыковки магниевых заготовок или деталей из сплавов этого металла.

Сам припой может быть изготовлен в виде стержней, пасты, порошка, таблеток, тонкой фольги, гранул различного размера.

Флюсы

Основное требование к качеству соединения – это физический контакт припоя с металлом двух деталей. Поэтому очень важно, чтобы на кромках заготовок не образовалась оксидная пленка.

Именно для этого в процессе пайки и применяют флюсы. Их основная задача – удалить старую пленку и не дать возможности образоваться новой.

Классификация флюсов основана на ряде различий по составу и свойствам. Они бывают:

  • активные и нейтральные;
  • с низкой температурой нагрева и высокой;
  • твердые, пастообразные, жидкие, в виде гелей;
  • на основе воды и безводные.

Из всех разновидностей, что сегодня используются для пайки металлов, самыми распространенными являются борная кислота и ее натриевая соль (бура), хлористый цинк, канифоль и ортофосфорная кислота.

Особенности паяния

Так как в промышленности реализуются разные проекты, то в процессе пайки могут участвовать разные металлы. Поэтому технологии пайки могут отличаться, а некоторых случаях ее применение крайне затруднено.

Сталь

Сразу надо оговориться, что стальные заготовки можно паять только припоями на основе олова. Цинкосодержащие материалы для этой операции не подходят за счет низкого смачивания. Вот технологическая карта проводимых этапов.

Кромки заготовок из металла очищают от грязи. Затем обрабатывают их наждачной бумагой или железной щеткой, удаляя тем самым оксидную пленку.

Проводится процесс обезжиривания с помощью любого растворителя. Заготовки стыкуются с зазором 2-3 мм. Производится нагрев паяльной лампой или другим нагревательным инструментом.

В зону нагрева добавляется флюс, а затем и припой. Обратите внимание, что последний должен нагреваться больше не от пламени огня, а от разогретых кромок заготовок. После окончания процесса с участка стыка удаляются остатки флюса и припоя.

Чугун

Соединять пайкой можно только серый чугун или ковкий, белый паять нельзя. Правила пайки чугуна основаны на решении двух проблем. Первая – плохая смачиваемость металла за счет большого в нем содержания графита.

Решается проблема просто. Надо перед пайкой обработать поверхности соединения борной кислотой. Вторая проблема – в процессе нагрева в металле происходят изменения его структуры, поэтому пайку чугуна рекомендуют проводить при температуре не выше +750 ℃.

Титан

Пайка титана одна из самых сложных. На поверхности этого металла расположен альфированный слой, который насыщен атмосферными газами. Его и придется удалить или с помощью травления, или пескоструйкой. И даже после этого на поверхности останется оксидная пленка.

Чтобы соединение стало качественным, пайку проводят или в вакууме, или аргоном, или специальными флюсами. Последний вариант не гарантирует высокое качество конечного результата. При этом необходимо строго соблюдать температурный режим, который варьируется для данного металла в диапазоне 800-900 ℃.

Что касается припоев, то здесь используют или серебряные, или алюминиевые. Оловянные и свинцовые припои применяют редко, потому что с самим титаном они соединяются плохо. Хотя если нанести оловянный слой или свинцовый на поверхность титановой заготовки, то можно гарантировать неплохое качество пайки.

Нихром

Пайка нихрома – самый простой процесс, потому что сам сплав (а это симбиоз хрома и никеля) является жаростойким и пластичным.

Температура его плавления в зависимости от добавок варьируется в пределах 1100-1400 ℃. То есть, для пайки можно использовать даже тугоплавкий припойный материал.

Пайка деталей из нихрома проводится при низкотемпературном режиме. Соединение сплава со сталью требует наличия высокотемпературного паяния. Многие мастера дома делают припои своими руками, смешивая вазелин (100 г), глицерин (5 г) и хлористый порошковый цинк (7 г).

Область применения пайки дает возможность соединять между собой детали из разных цветных металлов. Конечно, к выбору методов пайки надо подходить с позиции соответствия и технологии соединения, и правильного выбора расходных материалов.

Но, как показывает практика, в основе процесса лежит тип самих соединяемых заготовок, то есть, насколько высока их температура плавления.

Отталкиваясь от этого, и выбирается сам вид паяной операции. Ведь температура плавления припоя должна быть ниже, чем у металла соединяемых деталей. И нарушать этот закон нельзя ни в коем случае. Нарушили – получили некачественное соединение или, вообще, не получили спайки.

Чем отличается сварка от паяния металлических изделий?

Чем отличается сварка металлических деталей от паяния металлических изделий?

Сварка и пайка имеют одно принципиальное отличие.

При пайке и лужении происходит склеивание или заклеивание более тугоплавкого материала расплавленным менее тугоплавким. При этом спаиваемые детали не плавятся.

При сварке плавится все: и свариваемые детали, и припой, если он применяется при этом способе сварки. При этом припой имеет одинаковую или мало отличную от свариваемого материала температуру плавления.

Сварка — это сплавление двух металлических элементов в результате чего получается неразъемное их соединение на межатомном уровне.

Пайка по сути — склеивание двух металлов имеющих большую температуру плавления третьим металлом (припоем), который расплавляясь соединяет их.

Сварка предполагает соединение двух деталей их сплавлением, а пайка предполагает использование в соединении третьего, соединяющего их компонента.

В чем разница между 1 и 2?! Надо ли ставить 1. Почему?! Я тоже решила высказать свою точку зрения.

Посмотрела, что по этому поводу пишут в интернете. Мне кажется, некоторые авторы приводят сведения, которые в школах имеют место быть, причем видна разница в оценивании единицей и двойкой. Одна читательница пишет:

Вот еще одна версия, за что ставят единицу:

Я решила спросить у моих бывших студентов, нынешних учителей, ставят или ставили ли когда-нибудь единицу ученикам. Ни один из них не ответил утвердительно.

Однако заметили, что практикуется оценка единица для устрашения детей, обычно за поведение. Причем ставится оценка только в дневник.

Я разговорилась с мальчиком из гимназии, с которым занимаюсь по математике, как репетитор, чтобы поднять его уровень до отличной оценки. Саша (так зовут семиклассника) ответил мне, что помнит два случая, когда ставили в дневник одноклассникам кол за поведение: в первый раз мальчишки подрались перед учителем на перемене, а во второй — мальчик выразился нецензурно. А за отсутствие домашнего задания, за другие погрешности ученикам ставят двойки, и единицы никогда не ставили. Примерно так учащийся пояснил мне ситуацию.

Подведем итог.

Оценки единицы, как таковой, не существует в школах. Колы не должны ставиться ни в один документ. В дневники единицы ставят, чтобы выразить свое возмущение за недостойное поведение либо безделье на уроках детей. Некоторые учителя нарушают существующие правила для выражения особого недовольства.

Читайте также  Трубная резьба и условный проход

Как к этому относиться, трудно ответить. Лично я, если бы работала учителем в школе, не опускалась бы до того уровня, чтобы унижать детей, тем более не стала бы показывать им свое неуравновешенное поведение, ставя унизительные и унижающие колы. Учитель должен быть выше всего этого. На то он и учитель — пример поведения для своих учеников.

Школа должна быть для ребенка местом, куда ему хотелось бы ходить, и делал бы он это охотно и с радостью.

Качество знаний — это школьный показатель учительской работы и детской успеваемости. Качество знаний рассчитывается по итогам какого-либо образовательного периода. Скажем, по итогам четверти, семестра, триместра или года. Качество знаний рассчитывается по классу в целом, либо по подгруппе, если предмет предполагает групповые занятия. Рассчитать качество знаний очень легко. Для этого всего лишь надо взять количество учеников, закончивших период без троек, и поделить на общее количество учеников в классе. То есть количество пятерок и четверок разделить на общее число оценок. Скажем, если в классе 25 человек, и из них 1 получил «2» и трое получили «3», то качество знаний будет рассчитываться так: (25-4): 25 = 0,84. Обычно этот показатель требуется в процентах, поэтому надо его еще на 100% множить. Получим 84% качества знаний.

Если не понятно, откуда взялось умножение на проценты, можно для наглядности составить себе такую пропорцию:

21 — х (То есть вы собираетесь найти процент учеников, знания у которых качественные)

Решаем пропорцию так: 21х100%:25=84%

И такое ощущение, что после моих объяснений стало еще непонятнее:)))

При произношении в слове ингредиенты ударным является четвертый слог:

ин-гре-ди-ен-ты.

По этой причине в слабой позиции без ударения оказались все предыдущие гласные. Это слово представляет собой сплошной вопрос: как правильно его написать?

К сожалению, проверить сомнительные гласные ударением нет возможности, так как нет таких однокоренных слов, в которых они оказались бы под ударением.

Это слово заимствовано из латинского языка (ingredientis — входящий) и считается словарным в русском языке, поэтому просто запомним его написание с первым гласным и, вторым гласным е и третьим гласным и: ингредиенты.

Этот символ » @ « произносится , как » at «. Что касаемо самого названия, то мы русские называем его собакой или же собачкой. А так же есть другие варианты в различных странах, например:

  1. В Англии, Франции, Италии @ называют » улиткой » .
  2. В Германии, Польше, Голландии @ имеет название — » обезьяний хвост «.
  3. В Швеции @ — это » булочка с корицей «.
  4. В Финляндии @, называют » кошкой «.
  5. А в Китае этот значок @, обозначает » мышонка «.

Ну, надо же какая богатая фантазия у людей различных государств.

Правильны ВСЕ ТРИ варианта. Просто они применяются в разных случаях.

Если это в значении «мало», «небольшое количество», то пишется «немного». Я взял немного денег. Я немного опоздал. Мне для полного счастья нужно совсем немного любви.

Если в предложении имеется в виду отрицание, то пишется раздельно. Я в кофе сахару кладу не много, а так, чтоб слегка убрать горечь. Он должен мне не много, но достаточно для того, чтоб я его всё время теребил.

«Ни много» встречается в идоиматическом (устойчивом) выражении «ни много ни мало». В этом случае пишется только раздельно. Оказывается, этот сувак, ни много ни мало, генерал от инфантерии. За этот девятерик мы на него, ни много не мало, по сорок восемь вистов накатали.

Чем отличается пайка от сварки: описание и отличия

Заданный вопрос лежит в сфере технологических процессов — и поэтому сначала потребуется взглянуть на упомянутые техпроцессы поподробнее.

Что есть сварка

Под сваркой понимается технологическая операция (процесс) по получению неразъёмного соединения элементов за счёт созданиями между ними межмолекулярных/межатомных связей при общем/местном нагреве либо пластической деформации (как вариант, допустимо одновременное воздействие факторов). Сварка применима и к металлам/сплавам, и к неметаллическим материалам: керамике, пластмассе и так далее.

Для подвода нужного количества энергии в точку сварки могут применяться разные способы: транзит мощного электротока через свариваемые элементы (сварка электрическая контактная), нагрев дугой (сварка электродуговая), за счёт химреакции горения (сварка газовая), концентрированным излучением/частицами (сварка сфокусированным электромагнитным излучением, лазером, электронным пучком), трением (сюда же относится и сварка ультразвуковая).

Сварка двух элементов может быть произведена посредством диффузионных/перемешивающих процессов того или иного рода при:

  • Нагреве материала в нужной точке до плавления без дополнительного сжатия элементов.
  • При умеренном сжатии и нагреве элементов одновременно.
  • При очень значительном сжатии элементов без подвода нагрева извне.

Что есть пайка

Под пайкой понимается технологическая операция (процесс) по получению неразъёмного соединения элементов посредством введения между соединяемыми поверхностями расплавленного припоя (в качестве такового выступает металл/сплав, температура плавления которого заведомо ниже, нежели чем у материала элементов), завершающаяся охлаждением. Сразу же интересно отметить, что практически под это же определение с минимальными изменениями подпадает распространённая ныне «склейка термопластичным клеем» — однако её именуют именно склейкой, оставляя за пайкой случай металлов/сплавов (см. ГОСТ 17325-79).

Важное значение в пайке имеет флюс — специальное вещество, дополнительно вводимое в контакт с припоем и спаиваемыми поверхностями. Как правило флюс реагирует с окислами металлов на поверхностях припоя/элементов, обнажая «чистые» (неокисленные) слои и дополнительно снижает поверхностное натяжение жидкого припоя.

В общем случае в зону пайки подводится тепло (специальным прибором — паяльником, либо общим нагревом — например, газовой горелкой) до расплавления припоя, но при этом она ниже температуры плавления поверхностей элементов, после чего припой за счёт поверхностных сил (смачивания) растекается по соединяемым поверхностям. После прекращения нагрева припой застывает, формируя соединение. Несколько особняком здесь стоит пайка-сварка: её отличает меньшее количество припоя и характер формируемого шва, из-за чего она более похожа на сварку (в случае разнородных материалов при пайке-сварке кромка более легкоплавкого элемента может оплавиться).

Итоги

Как хорошо видно из вышеприведённых описаний-определений, оба технологических процесса достаточно похожи и используются для соединения элементов изделия в одно целое, причём обрабатываемыми материалами могут выступать как металлы/сплавы, так и иные вещества, а сами процессы типично производится при повышении температуры.

Тем не менее, имеются следующие важные отличия:

  1. Существующее определение пайки подразумевает в основном использование металлов/сплавов, а спектр материалов для сварки много шире (например, пластмассы).
  2. При пайке подразумевается изначальное существование значительного зазора между элементами, который затем будет заполнен более легкоплавким припоем.
  3. Для пайки вообще более характерно использование дополнительного специального вещества — флюса, реагирующего с поверхностями и припоем (в сварке такими исключениями, использующими флюс, будут дуговая сварка с обмазанным электродом и сварка под дополнительным слоем флюса).
  4. При пайке так или иначе в зазор между требующими соединения поверхностями дополнительно вводится более легкоплавкий материал — припой (напрямую — или in situ, из флюса).
  5. При пайке соединяемые материалы не плавятся (исключение составляет пайка-сварка, когда оплавляется кромка одного из элементов, подвергаемых такой пайке).

Сварка и пайка 2021

Сварка — это процесс соединения деталей, часто из металла, путем нагревания до степени плавления прикосновений. В отличие от сварки, которая является термической обработкой, а также пайкой, пайка представляет собой способ соединения преимущественно металлических деталей с использованием расплавленного материала с температурой плавления ниже температуры плавления основного материала.

Что такое Сварка?

Сварка представляет собой соединение двух или более одинаковых или разных материалов путем плавления или прессования с добавлением дополнительного материала или без него для получения однородного сварного соединения. В соответствии с методом соединения методов сварки они делятся на две большие группы:

  • Сварка плавлением, сварка материалов в расплавленном состоянии на месте соединения, с дополнительным материалом или без него.
  • Газовая сварка
  • Электрическая сварка
  • Сварка путем прессования материала в твердом или мягком состоянии в месте соединения с помощью давления или удара.
  • Кузнечная сварка
  • Электроустойчивая сварка.

Большинство сварочных процессов были обнаружены в XX веке, но некоторые методы, такие как сварка припоем, известны в старости. Сварка стала неотъемлемой частью навыков кузнецов, ювелиров и производителей пиломатериалов в производстве инструментов, оружия, сосудов, ювелирных изделий и зданий (заборы, двери, мосты, оборудование и т. Д.). Сварка — сложный процесс, и это не легко определить его точно. Термин «сварка» относится к способности материала достигать непрерывного сварного соединения при определенных условиях сварки, что будет отвечать условиям и долговечности свойств. Кроме того, химические свойства металла, размеры деталей, тип дополнительного материала, подготовка сварочного шва, зависят от свариваемости некоторых металлов.

Читайте также  Можно ли приварить нержавейку к стали?

Что такое пайка?

Пайка определяется как процесс соединения, когда основной материал соединяется вместе с использованием дополнительного материала, температура плавления которого не превышает 450 ° C. Основной материал не расплавляется во время процесса связывания. Дополнительный материал обычно расположен между правильно расположенными поверхностями соединения с помощью капилляра. Как и твердая пайка и другие процессы склеивания, мягкая пайка включает в себя несколько областей науки, включая механику, химию и металлургию. Пайка — это простая операция, состоящая из относительного расположения соединительных деталей, смачивания поверхностей расплавленным дополнительным материалом и обеспечения дополнительного охлаждения материала до его засорения. Связь между дополнительным и основным материалом больше, чем адгезия или механическая, хотя они вносят вклад в прочность соединения. Ключевой особенностью соединения является металлургическая связь между дополнительным материалом и основным материалом. Дополнительный материал реагирует с основным материалом и квазиобразованием путем образования интерметаллических соединений. После отверждения соединение удерживается вместе с той же силой притяжения, которая удерживает кусок металла вместе. Многочисленные способы нагрева, доступные для пайки, часто представляют собой конструкторские или инженерные ограничения при выборе лучшего капиллярного соединения. Поскольку эффективное капиллярное соединение требует эффективной передачи тепла от источника тепла, невозможно, например, проложить проволоку диаметром 0,0025 миллиметра в кусок меди весом от 2 до 3 кг с небольшой горелкой. Размер и цена отдельных сборок, необходимое количество и скорость производства будут влиять на выбор метода нагрева. Следует учитывать и другие факторы, включая скорость нагрева, дифференциальный температурный градиент, а также внешние и внутренние скорости охлаждения. Эти факторы сильно различаются в разных методах нагрева, и их влияние на стабильность размеров, деформацию и структуру соединения следует учитывать.

Разница между сваркой и пайкой

Температура плавления дополнительного материала

В случае сварки температура> 450 ° C, ниже или равна температуре плавления основного материала. Пайка представляет собой механический процесс с температурой

12. Сварка и пайка металлов.

12.1. Сварка и резка металлов.

12.1.1. Методы сварки.

Сварка – это технологический процесс получения неразъемных соединений за счет установления межатомных связей между материалом (материалами) соединяемых заготовок.

Исходные заготовки для изготовления сварных конструкций это прокат (лист, труба, профили), штампованные детали и т.д. Сварная конструкция может иметь очень сложную форму при достаточно простой технологии ее изготовления.

Методы сварки можно подразделяют на термические, термомеханические и механические.

Термические методы (сварка плавлением) основаны на расплавлении металла. Кромки соединяемых заготовок расплавляются внешним источником нагрева. При этом образуется сварочная ванна. После затвердевания расплавленного металла (сварочной ванны) образуется монолитный шов, который соединяет свариваемые заготовки в одну.

Соединение заготовок при механических методах осуществляется за счет высокого давления, вызывающего пластическую деформацию в месте сварки. При этом необходимо разрушить оксидную пленку на поверхности свариваемых заготовок и смять микронеровности. Величина давления должна быть достаточной для того, чтобы между металлом (металлами), свариваемых заготовок образовались межатомные связи, т.е. образовалось сварное соединение. Все эти процессы облегчаются в условиях пластического течения металла (одна заготовка как бы вдавливается в другую).

При термомеханических методах сварки металл в месте соединения деталей нагревается до температуры плавления или пластического состояния. Нагрев позволяет снизить давление и уменьшить величину внедрения одной заготовки в другую для образования сварного соединения.

12.1.2. Сварка плавлением.

Сварка плавлением (термические методы) – наиболее широко используемая технология – основная доля сварочных работ приходится на сварку плавлением. Ее применение позволяет получать сварные конструкции различных габаритов, сваривать заготовки разной толщины — от весьма малой (доли миллиметра) до 1м и более. Сварку можно производить в цеховых условиях, а также на улице при монтаже строительных ферм и конструкций.

Вместе с тем, наличие расплавленного металла в сварочной ванне предопределяет ряд особенностей, которые следует учитывать при сварке оплавлением.

В том случае, если сварочная ванна не защищена от атмосферы, расплавленный металл окисляется, поглощает газы, вследствие чего получает низкие механические свойства, и, прежде всего, пластичность – становится хрупким. Это требует защиты сварного шва и прилегающей зоны металла в процессе сварки.

В зависимости от способа нагрева, вызывающего плавление металла, различают следующие виды сварки: электродуговая, электроннолучевая, плазменная, газовая и др. Наибольшее распространение получили электродуговая и газовая сварка, а также электрошлаковая для сварки крупногабаритных толстостенных заготовок.

Электродуговая сварка.

Источником тепла для расплавления металла является электрическая дуга – устойчивый (т.е. существующий длительное время) электрический разряд между электродами, температура дуги свыше 5000°С. Дуга прямого действия – горит между электродом и заготовкой, т.е. одним из электродов является сама заготовка. Дуга косвенного действия – возбужденная только между электродами.

Электродуговая сварка выполняется с применением специальных сварочных материалов: наплавочных (металлы – материалы электродов), флюсов и обмазок, последние для защиты сварочной ванны от атмосферы.

Защита металла шва — изоляции сварочной ванны от атмосферы осуществляется сварочными флюсами. Флюс может подаваться в зону сварки, или его используют в качестве обмазок электродов. Защита шва может быть осуществлена с помощью газов. Защитные газы – нейтральные (аргон, гелий) и углекислый (СО2) обеспечивают лучшую защиту от кислорода воздуха, чем электроды с покрытием и флюсы. Газы подаются в зону сварки через специальные сопла.

Сварка в среде углекислого газа применяется для заготовок из углеродистых сталей. Сварка в среде инертных газов или их смеси применяется для металлов и сплавов с высокой химической активностью – титана, алюминия, магния, а также меди, коррозионно-стойких сталей.

Электродуговая сварка может быть ручной и автоматической. Ручная сварка плавящимся электродомзанимает наибольший объем. Электроды вручную подают в зону горения дуги и перемещают вдоль свариваемого изделия. Ручной сваркой сваривают разные металлы, применяя соответствующие электроды и обмазки, получая сварные соединения различной конструкции. Автоматическая электродуговая сваркав 5…10 раз производительнее ручной сварки. Эта технологияобеспечивает автоматическую подачу электрода по мере его расходования и перемещение дуги вдоль шва, подачу флюса,поддерживает стабильное горение дуги.

Газовая сварка.

Газовую сварку производят благодаря теплоте, выделяемой при сгорании горючего газа, чаще всего ацетилена, в кислороде. Хранение и транспортировка газов осуществляется в баллонах, где газы находятся под высоким давлением. Из баллонов газы через редуктор – устройство, понижающее давление, подаются в сварочную горелку, смешиваются в ней и, выходя за ее наконечник, сгорают, образуя пламя.

Производительность газовой сварки низкая, автоматизировать ее сложно. Поэтому она применяется в монтажных и ремонтных работах при сварке заготовок малой толщины.

Сведения об электронно-лучевом, ионно-лучевом и лазерном нагреве для сварки.

Указанные источники нагрева являются высокоэнергетическими, они характеризуются весьма высокой удельной мощностью.

Электронно-лучевую сварку производят в вакуумной камере фокусированным электронным лучом при этом поверхность свариваемого материала бомбардируется электронами и их кинетическая энергия переходит в тепловую. Достоинства технологии: идеальная защита от внешней среды – вакуум, узкий сварочный шов. Возможна сварка тугоплавких и химически активных материалов, а также неметаллических материалов; можно сваривать разнородные металлы и металлы с неметаллами.

Нагрев металла энергии при плазменной обработке происходит за счет потока ионов, а также нейтральных молекул и атомов, образующихся при пропускании аргона, азота, аммиака, других газов и их смесей через дуговой разряд. Удельная мощность в пятне нагрева ниже, чем при электронно-лучевой бомбардировке.

При лазерной сварке используют твердотельные и газовые квантовые генераторы – лазеры.

Фокусировка луча в пятно диаметром до сотых долей миллиметра, позволяет нагревать практически все металлы до расплавления и даже до кипения. Лазеры большой мощности позволяют сваривать заготовки из металла толщиной до нескольких миллиметров.

Лазером можно прошивать отверстия весьма малого диаметра (до 5 мкм) в любых материалах, в том числе в алмазах.