ربط المعادن بالنحاس واللحام

ربط المعادن بالنحاس واللحام

هناك عدة طرق متاحة لربط المعادن ، بما في ذلك اللحام والنحاس واللحام. ما الفرق بين اللحام والنحاس؟ ما هو الفرق بين اللحام بالنحاس؟ دعنا نستكشف الفروق بالإضافة إلى المزايا النسبية بالإضافة إلى التطبيقات الشائعة. ستعمل هذه المناقشة على تعميق فهمك للانضمام إلى المعادن وتساعدك على تحديد النهج الأمثل لتطبيقك.

كيف يعمل النحت


A مفصل من النحاس مصنوع بطريقة مختلفة تمامًا عن الوصلة الملحومة. أول فرق كبير في درجة الحرارة - اللحام بالنحاس لا يذيب المعادن الأساسية. هذا يعني أن درجات حرارة اللحام تكون دائمًا أقل من نقاط انصهار المعادن الأساسية. درجات حرارة اللحام هي أيضًا أقل بكثير من درجات حرارة اللحام لنفس المعادن الأساسية ، باستخدام طاقة أقل.

إذا كان اللحام بالنحاس لا يدمج المعادن الأساسية ، فكيف ينضم إليها؟ إنه يعمل عن طريق إنشاء رابطة معدنية بين المعدن الحشو وأسطح المعدنين المتصلين. المبدأ الذي يتم بموجبه سحب معدن الحشو من خلال المفصل لإنشاء هذه الرابطة هو العمل الشعري. في عملية اللحام بالنحاس ، يتم تطبيق الحرارة على نطاق واسع على المعادن الأساسية. ثم يتم ملامسة معدن الحشو مع الأجزاء الساخنة. يذوب على الفور بالحرارة في المعادن الأساسية ويسحب بواسطة عمل شعري بالكامل من خلال المفصل. هذه هي الطريقة التي يتم بها صنع المفصل النحاسي.

تشمل تطبيقات اللحام الإلكترونيات / الكهربائية ، والفضاء ، والسيارات ، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء / R ، والبناء والمزيد. تتراوح الأمثلة من أنظمة تكييف الهواء للسيارات إلى شفرات التوربينات النفاثة شديدة الحساسية إلى مكونات الأقمار الصناعية إلى المجوهرات الفاخرة. يقدم Brazing ميزة كبيرة في التطبيقات التي تتطلب الانضمام إلى معادن أساسية غير متشابهة ، بما في ذلك النحاس والصلب وكذلك غير المعادن مثل كربيد التنجستن والألومينا والجرافيت والماس.

المزايا النسبية. أولاً ، المفصل النحاسي هو مفصل قوي. سيكون المفصل المصنوع بالنحاس (مثل الوصلة الملحومة) في كثير من الحالات قويًا أو أقوى من المعادن التي يتم ربطها. ثانيًا ، يتم إجراء المفصل في درجات حرارة منخفضة نسبيًا ، تتراوح من حوالي 1150 درجة فهرنهايت إلى 1600 درجة فهرنهايت (620 درجة مئوية إلى 870 درجة مئوية).

الأهم من ذلك ، أن المعادن الأساسية لا تذوب أبدًا. نظرًا لعدم صهر المعادن الأساسية ، يمكنها عادةً الاحتفاظ بمعظم خصائصها الفيزيائية. تعتبر سلامة المعدن الأساسي سمة مميزة لجميع الوصلات النحاسية ، بما في ذلك المفاصل الرقيقة والسميكة. كما أن الحرارة المنخفضة تقلل من خطر تشويه المعادن أو التواء. ضع في اعتبارك أيضًا أن درجات الحرارة المنخفضة تتطلب حرارة أقل - وهو عامل مهم لتوفير التكلفة.

ميزة أخرى مهمة للنحاس هي سهولة الانضمام إلى المعادن غير المتشابهة باستخدام سبائك متدفقة أو ذات قلب متدفق / مطلية. إذا لم تكن مضطرًا إلى إذابة المعادن الأساسية للانضمام إليها ، فلا يهم إذا كان لها نقاط انصهار مختلفة على نطاق واسع. يمكنك نحاس الصلب بالنحاس بسهولة مثل الفولاذ إلى الفولاذ. اللحام قصة مختلفة لأنه يجب عليك صهر المعادن الأساسية لدمجها. هذا يعني أنه إذا حاولت لحام النحاس (نقطة الانصهار 1981 درجة فهرنهايت / 1083 درجة مئوية) بالصلب (نقطة الانصهار 2500 درجة فهرنهايت / 1370 درجة مئوية) ، فيجب عليك استخدام تقنيات لحام معقدة ومكلفة إلى حد ما. تعني السهولة الكاملة للانضمام إلى المعادن غير المتشابهة من خلال إجراءات اللحام التقليدية أنه يمكنك تحديد المعادن الأكثر ملاءمة لوظيفة التجميع ، مع العلم أنك لن تواجه مشكلة في الانضمام إليها بغض النظر عن مدى اختلافها في درجات حرارة الانصهار.

أبضا مفصل من النحاس له مظهر سلس ومناسب. هناك مقارنة ليلا ونهارا بين الشرائح الصغيرة الأنيقة لمفصل ملحوم والخرز السميك غير المنتظم للمفصل الملحوم. هذه الخاصية مهمة بشكل خاص للمفاصل على المنتجات الاستهلاكية ، حيث يكون المظهر أمرًا بالغ الأهمية. يمكن دائمًا استخدام الوصلة النحاسية "كما هي" ، دون الحاجة إلى أي عمليات تشطيب - وفورات أخرى في التكاليف.

تقدم ميزة اللحام بالنحاس ميزة أخرى مهمة على اللحام حيث يمكن للمشغلين عادةً اكتساب مهارات اللحام بشكل أسرع من مهارات اللحام. السبب يكمن في الاختلاف المتأصل بين العمليتين. يجب تتبع الوصلة الملحومة الخطية بمزامنة دقيقة لتطبيق الحرارة وترسب معدن الحشو. من ناحية أخرى ، يميل المفصل النحاسي إلى "تكوين نفسه" من خلال عمل الشعيرات الدموية. في الواقع ، جزء كبير من المهارة التي ينطوي عليها اللحام بالنحاس متجذر في تصميم وهندسة المفصل. السرعة النسبية لتدريب المشغلين ذوي المهارات العالية هي عامل تكلفة مهم.

وأخيرا، لحام المعادن من السهل نسبيًا أتمتة. تساعد خصائص عملية اللحام بالنحاس - التطبيقات الحرارية الواسعة وسهولة وضع مادة الحشو المعدنية - على التخلص من احتمالية حدوث مشاكل. هناك العديد من الطرق لتسخين المفصل تلقائيًا ، والعديد من أشكال حشو اللحام بالنحاس والعديد من الطرق لإيداعها بحيث يمكن بسهولة أتمتة عملية اللحام بالنحاس لأي مستوى من الإنتاج تقريبًا.

كيف يعمل اللحام

ينضم اللحام إلى المعادن عن طريق صهرها ودمجها معًا ، وعادةً ما يتم ذلك مع إضافة معدن حشو اللحام. تكون المفاصل الناتجة قوية - وعادة ما تكون قوية مثل ارتباط المعادن ، أو حتى أقوى. لدمج المعادن ، تقوم بتطبيق حرارة مركزة مباشرة على منطقة المفصل. يجب أن تكون هذه الحرارة ذات درجة حرارة عالية لإذابة المعادن الأساسية (المعادن الملتصقة) ومعادن الحشو. لذلك ، تبدأ درجات حرارة اللحام عند نقطة انصهار المعادن الأساسية.

يعد اللحام مناسبًا بشكل عام للانضمام إلى التجمعات الكبيرة حيث يكون كلا القسمين المعدنيين ثخينًا نسبيًا (0.5 بوصة / 12.7 مم) ومتصلان عند نقطة واحدة. نظرًا لأن حبة المفصل الملحوم غير منتظمة ، لا يتم استخدامها عادةً في المنتجات التي تتطلب مفاصل تجميلية. تشمل التطبيقات النقل والبناء والتصنيع ومحلات الإصلاح. ومن الأمثلة على ذلك التجميعات الآلية بالإضافة إلى تصنيع أوعية الضغط والجسور وهياكل المباني والطائرات ومدربات السكك الحديدية والمسارات وخطوط الأنابيب وغير ذلك.

المزايا النسبية. نظرًا لأن حرارة اللحام شديدة ، فإنها عادةً ما تكون موضعية ومحددة بدقة ؛ ليس من العملي تطبيقه بشكل موحد على مساحة واسعة. هذا الجانب المحدد له مزاياه. على سبيل المثال ، إذا كنت ترغب في ضم شريحتين صغيرتين من المعدن في نقطة واحدة ، فإن طريقة اللحام بالمقاومة الكهربائية تكون عملية. هذه طريقة سريعة واقتصادية لعمل مفاصل قوية ودائمة بالمئات والآلاف.

إذا كان المفصل خطيًا وليس محددًا بدقة ، تظهر مشاكل. يمكن أن تصبح الحرارة الموضعية للحام عيبًا. على سبيل المثال ، إذا كنت تريد لحام قطعتين من المعدن بعقب ، فأنت تبدأ بتجويف حواف القطع المعدنية لإفساح المجال لمعدن حشو اللحام. ثم تقوم بلحام ، أولاً تسخين أحد طرفي منطقة المفصل لدرجة حرارة الانصهار ، ثم تحريك الحرارة ببطء على طول خط الوصلة ، وإيداع حشو المعدن بالتزامن مع الحرارة. هذه عملية لحام تقليدية تقليدية. مصنوع بشكل صحيح ، هذا المفصل الملحوم يكون على الأقل بنفس قوة المعادن التي تم ربطها.

ومع ذلك ، هناك عيوب لهذا النهج الخطي المشترك اللحام. تصنع الوصلات في درجات حرارة عالية - عالية بما يكفي لإذابة كل من المعادن الأساسية والمعادن الحشو. يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة هذه في حدوث مشكلات ، بما في ذلك التشوه والتواء المحتمل للمعادن الأساسية أو الضغوط حول منطقة اللحام. تكون هذه الأخطار ضئيلة عندما تكون المعادن الملتصقة سميكة ، ولكنها قد تصبح مشاكل عندما تكون المعادن الأساسية مقاطع رقيقة. كما أن درجات الحرارة المرتفعة باهظة الثمن ، لأن الحرارة هي طاقة والطاقة تكلف مالاً. كلما زادت الحرارة التي تحتاجها لعمل المفصل ، زادت تكلفة إنتاج المفصل.

الآن ، ضع في اعتبارك عملية اللحام الآلي. ماذا يحدث عندما لا تنضم إلى جمعية واحدة ، بل مئات أو آلاف التجمعات؟ يمثل اللحام ، بطبيعته ، مشاكل في الأتمتة. من السهل نسبيًا أتمتة مفصل اللحام بالمقاومة المصنوع عند نقطة واحدة. ومع ذلك ، بمجرد أن تصبح النقطة خطًا - مفصل خطي - مرة أخرى ، يجب تتبع الخط. من الممكن أتمتة عملية التعقب هذه ، وتحريك خط الوصلة ، على سبيل المثال ، بعد محطة تسخين وتغذية سلك الحشو تلقائيًا من البكرات الكبيرة. هذا إعداد معقد ودقيق ، على الرغم من ذلك ، لا يمكن ضمانه إلا عندما يكون لديك عمليات إنتاج كبيرة لأجزاء متطابقة.

ضع في اعتبارك أن تقنيات اللحام تتحسن باستمرار. يمكنك اللحام على أساس الإنتاج عبر شعاع الإلكترون وتفريغ المكثف والاحتكاك وطرق أخرى. عادة ما تتطلب هذه العمليات المعقدة معدات متخصصة وباهظة الثمن بالإضافة إلى إعدادات معقدة تستغرق وقتًا طويلاً. ضع في اعتبارك ما إذا كانت عملية لعمليات الإنتاج الأقصر ، أو التغييرات في تكوين التجميع أو متطلبات الانضمام المعدنية اليومية.

اختيار عملية الانضمام المعدنية الصحيحة
إذا كنت بحاجة إلى مفاصل دائمة وقوية على حد سواء ، فمن المحتمل أن تضييق نطاق اعتبار الانضمام المعدني إلى اللحام مقابل اللحام مختلط. يستخدم كل من اللحام والنحاس معادن الحرارة والحشو. كلاهما يمكن تنفيذهما على أساس الإنتاج. ومع ذلك ، فإن التشابه ينتهي عند هذا الحد. إنها تعمل بشكل مختلف ، لذلك تذكر اعتبارات اللحام بالنحاس مقابل اللحام:

حجم التجمع
سماكة المقاطع المعدنية الأساسية
متطلبات التوصيل الفوري أو الخط
يتم ضم المعادن
كمية التجميع النهائية المطلوبة
خيارات أخرى؟ لا تقارن الوصلات المثبتة ميكانيكيًا (المسننة أو المثبتة أو المثبتة بالبرشام) عمومًا بالمفاصل النحاسية من حيث القوة أو مقاومة الصدمات والاهتزازات أو ضيق التسرب. سوف يوفر الترابط اللاصق واللحام روابط دائمة ، ولكن بشكل عام ، لا يمكن لأي منهما أن يوفر قوة المفصل النحاسي - مساويًا أو أكبر من تلك الموجودة في المعادن الأساسية نفسها. ولا يمكنهم ، كقاعدة عامة ، إنتاج وصلات توفر مقاومة لدرجات حرارة أعلى من 200 درجة فهرنهايت (93 درجة مئوية). عندما تحتاج إلى وصلات دائمة قوية من المعدن إلى المعدن ، فإن اللحام بالنحاس هو منافس قوي.