Metall mit Hartlöten und Schweißen verbinden
Zum Verbinden von Metallen stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, darunter Schweißen, Löten und Löten. Was ist der Unterschied zwischen Schweißen und Löten? Was ist der Unterschied zwischen Löten und Löten? Lassen Sie uns die Unterschiede sowie die komparativen Vorteile sowie die allgemeinen Anwendungen untersuchen. Diese Diskussion vertieft Ihr Verständnis der Metallverbindung und hilft Ihnen, den optimalen Ansatz für Ihre Anwendung zu ermitteln.
WIE BREMSEN FUNKTIONIERT
A gelötete Verbindung wird ganz anders hergestellt als eine Schweißverbindung. Der erste große Unterschied besteht in der Temperatur - beim Hartlöten werden die unedlen Metalle nicht geschmolzen. Dies bedeutet, dass die Löttemperaturen immer niedriger sind als die Schmelzpunkte der unedlen Metalle. Die Löttemperaturen sind auch erheblich niedriger als die Schweißtemperaturen für dieselben unedlen Metalle und verbrauchen weniger Energie.
Wenn das Hartlöten die unedlen Metalle nicht schmilzt, wie verbindet es sie dann? Dabei wird eine metallurgische Verbindung zwischen dem Füllmetall und den Oberflächen der beiden zu verbindenden Metalle hergestellt. Das Prinzip, nach dem das Füllmetall durch die Verbindung gezogen wird, um diese Verbindung herzustellen, ist die Kapillarwirkung. Beim Hartlöten wenden Sie Wärme breit auf die unedlen Metalle an. Das Füllmetall wird dann mit den erhitzten Teilen in Kontakt gebracht. Es wird sofort durch die Hitze in den unedlen Metallen geschmolzen und durch Kapillarwirkung vollständig durch die Verbindung gezogen. So entsteht eine Lötverbindung.
Hartlotanwendungen umfassen Elektronik / Elektrik, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, HLK / R, Bauwesen und mehr. Beispiele reichen von Klimaanlagen für Automobile über hochempfindliche Jet-Turbinenschaufeln über Satellitenkomponenten bis hin zu edlem Schmuck. Das Löten bietet einen erheblichen Vorteil bei Anwendungen, bei denen unterschiedliche unedle Metalle wie Kupfer und Stahl sowie Nichtmetalle wie Wolframcarbid, Aluminiumoxid, Graphit und Diamant miteinander verbunden werden müssen.
Vergleichbare Vorteile. Erstens ist eine Lötverbindung eine starke Verbindung. Eine ordnungsgemäß hergestellte Lötverbindung (wie eine Schweißverbindung) ist in vielen Fällen genauso stark oder fester als die zu verbindenden Metalle. Zweitens wird die Verbindung bei relativ niedrigen Temperaturen hergestellt, die von etwa 1150 ° F bis 1600 ° F (620 ° C bis 870 ° C) reichen. 
Am wichtigsten ist, dass die unedlen Metalle niemals geschmolzen werden. Da die unedlen Metalle nicht geschmolzen sind, können sie typischerweise die meisten ihrer physikalischen Eigenschaften beibehalten. Diese Unversehrtheit des Grundmetalls ist charakteristisch für alle Lötverbindungen, einschließlich Dünn- und Dickprofilverbindungen. Die geringere Hitze minimiert auch die Gefahr von Metallverformungen oder Verwerfungen. Bedenken Sie auch, dass niedrigere Temperaturen weniger Wärme erfordern - ein erheblicher Kosteneinsparungsfaktor.
Ein weiterer wichtiger Vorteil des Lötens ist die Leichtigkeit des Verbindens unterschiedlicher Metalle unter Verwendung von Flussmittel oder Legierungen mit Flussmittelkern / Beschichtung. Wenn Sie die unedlen Metalle nicht schmelzen müssen, um sie zu verbinden, spielt es keine Rolle, ob sie stark unterschiedliche Schmelzpunkte haben. Sie können Stahl auf Kupfer genauso einfach hartlöten wie Stahl auf Stahl. Das Schweißen ist eine andere Geschichte, weil Sie die unedlen Metalle schmelzen müssen, um sie zu verschmelzen. Dies bedeutet, dass Sie beim Schweißen von Kupfer (Schmelzpunkt 1981 ° C) an Stahl (Schmelzpunkt 1083 ° C) ziemlich ausgefeilte und teure Schweißtechniken anwenden müssen. Durch das einfache Verbinden unterschiedlicher Metalle durch herkömmliche Lötverfahren können Sie auswählen, welche Metalle für die Funktion der Baugruppe am besten geeignet sind, da Sie wissen, dass Sie keine Probleme haben, sie zu verbinden, unabhängig davon, wie stark sie bei den Schmelztemperaturen variieren.
Auch ein gelötete Verbindung hat ein glattes, günstiges Aussehen. Es gibt einen Tag-und-Nacht-Vergleich zwischen dem winzigen, sauberen Filet einer Lötverbindung und der dicken, unregelmäßigen Perle einer Schweißverbindung. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig für Verbindungen an Verbraucherprodukten, bei denen das Aussehen kritisch ist. Eine Lötverbindung kann fast immer „wie sie ist“ verwendet werden, ohne dass Endbearbeitungsvorgänge erforderlich sind - eine weitere Kostenersparnis.
Das Löten bietet einen weiteren bedeutenden Vorteil gegenüber dem Schweißen, da der Bediener die Lötfähigkeiten normalerweise schneller erwerben kann als die Schweißfähigkeiten. Der Grund liegt im inhärenten Unterschied zwischen den beiden Prozessen. Eine lineare Schweißverbindung muss mit präziser Synchronisation von Wärmeanwendung und Abscheidung von Schweißzusatz verfolgt werden. Eine Lötverbindung hingegen neigt dazu, sich durch Kapillarwirkung „selbst zu machen“. Tatsächlich beruht ein beträchtlicher Teil der beim Löten erforderlichen Fähigkeiten auf der Konstruktion und Konstruktion der Verbindung. Die Vergleichsgeschwindigkeit hochqualifizierter Bedienerschulungen ist ein wichtiger Kostenfaktor.
Schließlich Metalllöten ist relativ einfach zu automatisieren. Die Eigenschaften des Lötprozesses - breite Wärmeanwendungen und einfache Positionierung des Füllmetalls - tragen dazu bei, potenzielle Probleme auszuschließen. Es gibt viele Möglichkeiten, die Verbindung automatisch zu erwärmen, viele Formen von Hartlot und viele Möglichkeiten, sie abzuscheiden, so dass ein Lötvorgang für nahezu jede Produktionsstufe problemlos automatisiert werden kann.
WIE SCHWEISSEN FUNKTIONIERT
Das Schweißen verbindet Metalle durch Schmelzen und Zusammenschmelzen, typischerweise unter Zusatz eines Schweißzusatzmetalls. Die hergestellten Verbindungen sind stark - normalerweise so stark wie die verbundenen Metalle oder sogar stärker. Um die Metalle zu verschmelzen, wenden Sie eine konzentrierte Wärme direkt auf den Verbindungsbereich an. Diese Wärme muss eine hohe Temperatur haben, um die unedlen Metalle (die zu verbindenden Metalle) und die Füllmetalle zu schmelzen. Daher beginnen die Schweißtemperaturen am Schmelzpunkt der unedlen Metalle. 
Das Schweißen eignet sich im Allgemeinen zum Verbinden großer Baugruppen, bei denen beide Metallprofile relativ dick (0.5 mm) sind und an einem einzigen Punkt verbunden werden. Da der Wulst einer Schweißverbindung unregelmäßig ist, wird er normalerweise nicht in Produkten verwendet, die kosmetische Verbindungen erfordern. Anwendungen umfassen Transport-, Bau-, Fertigungs- und Reparaturwerkstätten. Beispiele sind Roboterbaugruppen sowie die Herstellung von Druckbehältern, Brücken, Gebäudestrukturen, Flugzeugen, Eisenbahnwaggons und -schienen, Pipelines und mehr.
Vergleichbare Vorteile. Da die Schweißwärme stark ist, wird sie normalerweise lokalisiert und lokalisiert. Es ist nicht praktikabel, es gleichmäßig über einen weiten Bereich anzuwenden. Dieser genaue Aspekt hat seine Vorteile. Wenn Sie beispielsweise zwei kleine Metallstreifen an einem Punkt verbinden möchten, ist ein Ansatz zum Schweißen mit elektrischem Widerstand praktisch. Dies ist ein schneller und wirtschaftlicher Weg, um zu Hunderten und Tausenden starke, dauerhafte Verbindungen herzustellen.
Wenn die Verbindung jedoch eher linear als genau ist, treten Probleme auf. Die lokalisierte Schweißwärme kann zum Nachteil werden. Wenn Sie beispielsweise zwei Metallteile stumpf schweißen möchten, fasen Sie zunächst die Kanten der Metallteile ab, um Platz für das Schweißzusatzmetall zu schaffen. Dann schweißen Sie, erhitzen zuerst ein Ende des Verbindungsbereichs auf Schmelztemperatur, bewegen dann langsam die Wärme entlang der Verbindungslinie und lagern synchron mit der Wärme Füllmetall ab. Dies ist ein typischer herkömmlicher Schweißvorgang. Bei richtiger Herstellung ist diese Schweißverbindung mindestens so stark wie die verbundenen Metalle.
Dieser Ansatz des linearen Verbindungsschweißens weist jedoch Nachteile auf. Die Verbindungen werden bei hohen Temperaturen hergestellt - hoch genug, um sowohl unedle Metalle als auch Füllstoffe zu schmelzen. Diese hohen Temperaturen können Probleme verursachen, einschließlich möglicher Verformungen und Verwerfungen der unedlen Metalle oder Spannungen im Schweißbereich. Diese Gefahren sind minimal, wenn die zu verbindenden Metalle dick sind, sie können jedoch zu Problemen werden, wenn die unedlen Metalle dünne Abschnitte sind. Auch hohe Temperaturen sind teuer, da Wärme Energie ist und Energie Geld kostet. Je mehr Wärme Sie benötigen, um die Verbindung herzustellen, desto mehr kostet die Herstellung der Verbindung. 
Betrachten Sie nun den automatisierten Schweißprozess. Was passiert, wenn Sie nicht einer Baugruppe, sondern Hunderten oder Tausenden von Baugruppen beitreten? Das Schweißen ist naturgemäß mit Problemen bei der Automatisierung verbunden. Eine an einem einzigen Punkt hergestellte Widerstandsschweißverbindung ist relativ einfach zu automatisieren. Sobald der Punkt jedoch wieder zu einer Linie - einer linearen Verbindung - wird, muss die Linie nachgezeichnet werden. Es ist möglich, diesen Verfolgungsvorgang zu automatisieren, indem beispielsweise die Verbindungsleitung an einer Heizstation vorbeigeführt und Fülldraht automatisch von großen Spulen zugeführt wird. Dies ist jedoch eine komplexe und anspruchsvolle Einrichtung, die nur dann gewährleistet ist, wenn Sie große Produktionsläufe mit identischen Teilen haben.
Beachten Sie, dass sich die Schweißtechniken kontinuierlich verbessern. Sie können auf Produktionsbasis über Elektronenstrahl, Kondensatorentladung, Reibung und andere Methoden schweißen. Diese ausgeklügelten Prozesse erfordern normalerweise spezielle und teure Geräte sowie komplexe, zeitaufwändige Setups. Überlegen Sie, ob sie für kürzere Produktionsläufe, Änderungen in der Baugruppenkonfiguration oder typische tägliche Metallverbindungsanforderungen geeignet sind.
Auswahl des richtigen Metallverbindungsprozesses
Wenn Sie dauerhafte und starke Verbindungen benötigen, werden Sie wahrscheinlich Ihre Überlegungen zur Metallverbindung auf das Schweißen im Vergleich zum Schweißen beschränken Löten. Beim Schweißen und Löten werden sowohl Wärme- als auch Füllmetalle verwendet. 
Sie können beide auf Produktionsbasis durchgeführt werden. Die Ähnlichkeit endet jedoch dort. Sie funktionieren unterschiedlich. Denken Sie also an die folgenden Überlegungen zum Löten und Schweißen:
Größe der Baugruppe
Dicke der Grundmetallprofile
Anforderungen an Punkt- oder Linienverbindungen
Metalle werden verbunden
Endmontagemenge benötigt
Andere Optionen? Mechanisch befestigte Verbindungen (mit Gewinde, abgesteckt oder genietet) sind im Allgemeinen nicht mit Hartlotverbindungen in Bezug auf Festigkeit, Stoß- und Vibrationsfestigkeit oder Dichtheit vergleichbar. Durch Kleben und Löten werden dauerhafte Verbindungen hergestellt, aber im Allgemeinen kann keiner die Festigkeit einer Hartlotverbindung aufweisen, die der der unedlen Metalle selbst entspricht oder diese übersteigt. Sie können in der Regel auch keine Verbindungen herstellen, die Temperaturen über 200 ° C standhalten. Wenn Sie dauerhafte, robuste Metall-Metall-Verbindungen benötigen, ist das Löten ein starker Konkurrent.