A hegesztés, keményforrasztás és forrasztás közötti különbség

A hegesztés, keményforrasztás és forrasztás közötti különbség

Hegesztés, keményforrasztás és forrasztás: A különbség megértése

A hegesztési, keményforrasztási és forrasztási technikákat két vagy több anyag, különösen fémek hő alkalmazásával történő összekapcsolására használják. A technikákat a fém részek közötti hézagok kitöltésére is használják. A hegesztés, keményforrasztás és forrasztás közötti fő különbségek két kulcsfontosságú tényezőhöz kapcsolódnak – az alkalmazott hőmérséklethez és a hőmérsékletnek az alapanyag állapotára gyakorolt hatásához. Mindegyik folyamatot különböző alkalmazásokhoz használják. Tehát melyik technika a legjobb? Ez a használt anyag típusától, a kívánt szilárdságtól és az alkalmazástól függ. Tekintsük át az egyes folyamatokat, azok megkülönböztető jellemzőit, előnyeit, hátrányait és alkalmazásaikat.

Hogyan működik a hegesztés?

A hegesztés során két vagy több fémet megolvasztással és összeolvasztással kapcsolnak össze, általában hegesztőanyagok és védőgázok hozzáadásával. A kapott kötés ugyanolyan erős vagy erősebb, mint a fémek. A koncentrált hőt közvetlenül az összekapcsolandó területre alkalmazzák. Az alkalmazott hőnek elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy megolvadjanak az alapanyagok (az összekapcsolt fémek) és a hegesztőanyagok. Ezért a hegesztési hőmérsékletet az alapfémek olvadáspontján kell indítani.

A hegesztés alkalmas nagy szerelvények összekapcsolására. A hegesztési folyamat szabálytalan varratokat hoz létre, ezért ez a módszer alkalmatlan az esztétikus illesztéseket igénylő alkalmazásokhoz.

A hegesztés különböző típusai a következők:

Védőgázas fogyóelektródás ívhegesztés (GMAW)

Bevontelektródás kézi ívhegesztés (SMAW)

Porbeles ívhegesztés (FCAW)

Volfrámelektródás védőgázas ívhegesztés (GTAW)

A hegesztés előnyei

  • A hegesztés erősebb kötéseket eredményez, mint a keményforrasztás és a forrasztás
  • A hegesztett varratok alkalmasak magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz
  • A hegesztéssel vékony és vastag anyagokat is össze lehet kötni

A hegesztés hátrányai

  • A magas feldolgozási hőmérséklet nagyobb hőtorzulást és maradékfeszültséget okoz a kötésekben, mint a keményforrasztásnál és a forrasztásnál
  • Utókezelés szükséges a varratok maradványfeszültségének megszüntetéséhez
  • A hegesztési módszer nem alkalmas különböző fémek összekapcsolására
  • A hegesztett kötés szabálytalan varratokkal rendelkezik, így a módszer alkalmatlan ott, ahol az esztétikus megjelenés kritikus

Hegesztési alkalmazások

A hegesztést a gyártásnál, építőiparban, szállításnál és a javítóműhelyekben használják. Néhány példa a hegesztési alkalmazásokra: robotszerelvények, épületszerkezetek, hidak, nyomótartályok, repülőgépek, csővezetékek, vasúti vágányok és kocsik gyártása.

Hogyan működik a keményforrasztás?

A keményforrasztás során két vagy több anyagot úgy kapcsolnak össze, hogy egy hegesztőanyagot olvasztva az alapanyagok illesztéseibe erős kötést hoznak létre. A keményforrasztás nem olvasztja meg az alapanyagokat, hogy azok összeolvadjanak. Így a keményforrasztási hőmérsékletnek alacsonyabbnak kell lennie, mint a felhasznált alapanyagok olvadáspontja. A keményforrasztási technika kohászati kötést hoz létre az összekapcsolandó fémek felülete és a hegesztőanyag között. Az eljáráshoz kis hézagtávolságra van szükség ahhoz, hogy az olvadt hegesztőanyag kapilláris hatáson keresztül beszívódjon a hézagba, amikor a fémek hőmérséklete eléri a 450 °C (840 °F) feletti hőmérsékletet.

A keményforrasztás során hőt alkalmaznak az összekapcsolt alapanyagokra. A hegesztőanyag ezután érintkezésbe kerül a felmelegített alapanyagokkal, hogy azonnal megolvadjon. A megolvadt hegesztőanyag kapilláris hatás hatáson keresztül teljesen beszívódik a kis hézagba, és keményforrasztott kötést képez. A keményforrasztás különféle típusai közé tartozik a pisztoly, a kemence, az indukció és az ellenállás.

A keményforrasztás előnyei

  • Alacsonyabb bemeneti teljesítményt és feldolgozási hőmérsékletet igényel (620 °C és 870 °C között vagy 1150 °F és 1600 °F között) a hegesztéshez képest, így energiaköltséget takarít meg
  • Képes különböző fémek összekapcsolására fedőporral vagy porbeles ötvözetekkel
  • Erősebb kötést hoz létre, mint a forrasztás. A megfelelően végzett keményforrasztás erősebb kötéseket eredményezhet, mint az alapanyag
  • A hegesztéssel ellentétben a keményforrasztás szabályos kötéseket hoz létre szabályos varratokkal, így a módszer használható ott, ahol az esztétikus megjelenés kritikus.
  • A hegesztéshez képest alacsony feldolgozási hőmérséklet miatt minimális maradékfeszültséggel és termikus torzítással hoz létre kötéseket
  • Nem igényel utólagos hőkezelést, ami költségmegtakarítást eredményez
  • Az alapanyagok nem olvadnak meg, hanem megtartják fizikai tulajdonságaik nagy részét
  • A keményforrasztást könnyebb megtanulni, mint a hegesztést

A keményforrasztás hátrányai

  • A keményforrasztott kötések szilárdsága kisebb, mint a hegesztett kötéseké
  • A hegesztett kötésekkel ellentétben a keményforrasztott kötések nem alkalmasak magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz
  • A fedőporok mérgező összetevőket tartalmazhatnak

Keményforrasztási alkalmazások

A keményforrasztási módszert radiátorok, gépjárművek, üvegek, elektromechanikus rendszerek, tartályok, tengelyek, lámpák és világítótestek, napelemek, kalibráló műszerek, csőszerű megoldások, ékszerek és ezüsttárgyak, keményfém és gyémánt kötéseinek kialakítására használják.

Hogyan működik a forrasztás?

A forrasztás során a fémeket úgy kapcsolják össze, hogy egy hegesztőanyagot olvasztva az alapanyagok illesztéseibe erős kötést hoznak létre. Az eljárást 840 °F alatti hőmérsékleten hajtják végre, ami sokkal alacsonyabb, mint a hegesztési és keményforrasztási hőmérséklet. A forrasztási módszer igényel vagy nem igényel kapilláris hatást a kötés kialakításához. A módszer különféle fémek, köztük arany, sárgaréz és réz összekapcsolására használható. A forrasztás két típusra osztható: keményforrasztásra és lágyforrasztásra. A keményforrasztáshoz hasonlóan a forrasztás is fedőport használ a fém mechanikai tulajdonságainak javítására és megerősítésére.

A forrasztás hasonlónak tűnhet a hegesztéshez, de különböző alkalmazásokban használják. A forrasztóanyag puha, csövekben és tekercsekben kapható. A forrasztóanyagokat gyakran használják elektronikus eszközökben, mivel velük az alkatrészek elektronikusan csatlakoztathatók. A hegesztéssel és keményforrasztással összehasonlítva a forrasztott kötés gyengébb, de így az összekapcsolt darabok vezetik az elektromosságot.

Az American Welding Society (AWS) a forrasztást a folyékony-szilárd fázisú kötési folyamatok közé sorolja. A folyékony azt jelenti, hogy a hegesztőanyag megolvad, a szilárd pedig azt, hogy az alapanyagok nem olvadnak meg.

A forrasztás előnyei

  • Az eljárás különböző vastagságú, eltérő fémek összekapcsolására alkalmas
  • Mivel a forrasztás nem jár nagy hővel, kisebb az esélye az alapanyagok károsodásának
  • A forrasztásnál egyszerű az igazítás

A forrasztás hátrányai

  • A hegesztéshez és keményforrasztáshoz képest csekély szilárdságú kötéseket hoz létre, így a módszer alkalmatlan teherhordó alkalmazásokhoz
  • A forrasztott varratok nem alkalmasak magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz
  • A módszer nem használható nagy szakaszok összekapcsolására
  • A fedőporok mérgező összetevőket tartalmazhatnak

Forrasztási alkalmazások

A forrasztási módszert fém munkadarabok ragasztására használják fűtésnél, elektronikában, légkondicionálóban, tűzoltó berendezésekben, radiátorokban, színesüveg munkáknál, ékszerekben, autókban és vízvezetékekben.

Következtetés

A hegesztési, keményforrasztási és forrasztási módszerek eltérően működnek, és különböző alkalmazásokhoz használják őket. A módszerek közötti fő különbségek két kulcsfontosságú tényezőhöz kapcsolódnak – az alkalmazott hőmérséklethez és a hőmérsékletnek az alapanyag állapotára gyakorolt hatásához. Az alkalmazástól függően az anyagok összeillesztéséhez az alábbi módszerek bármelyikét választhatja. Az illesztési technika kiválasztásakor figyelembe kell vennie a szerelvény méretét, az alapanyagok típusát és vastagságát, a kívánt szilárdságot, valamint a hely- vagy hézagszükségletet. Az egyes technikákat gyakorlással sajátíthatja el.