Jointure du métal avec brasage et soudage

Jointure du métal avec brasage et soudage

Il existe plusieurs méthodes disponibles pour assembler les métaux, y compris le soudage, le brasage et le brasage. Quelle est la différence entre le soudage et le brasage? Quelle est la différence entre le brasage et le brasage? Explorons les distinctions ainsi que les avantages comparatifs ainsi que les applications courantes. Cette discussion approfondira votre compréhension de l'assemblage métallique et vous aidera à identifier l'approche optimale pour votre application.

COMMENT FONCTIONNE LE BRASAGE


A joint brasé est fabriqué d'une manière complètement différente d'un joint soudé. La première grande différence concerne la température - le brasage ne fait pas fondre les métaux de base. Cela signifie que les températures de brasage sont invariablement inférieures aux points de fusion des métaux de base. Les températures de brasage sont également nettement inférieures aux températures de soudage pour les mêmes métaux de base, en utilisant moins d'énergie.

Si le brasage ne fusionne pas les métaux de base, comment les relie-t-il? Il fonctionne en créant une liaison métallurgique entre le métal d'apport et les surfaces des deux métaux à assembler. Le principe selon lequel le métal d'apport est aspiré à travers le joint pour créer cette liaison est l'action capillaire. Dans une opération de brasage, vous appliquez de la chaleur largement aux métaux de base. Le métal d'apport est ensuite mis en contact avec les pièces chauffées. Il est instantanément fondu par la chaleur des métaux de base et aspiré par capillarité complètement à travers le joint. C'est ainsi qu'un joint brasé est réalisé.

Les applications de brasage comprennent l'électronique / l'électricité, l'aérospatiale, l'automobile, le HVAC / R, la construction et plus encore. Les exemples vont des systèmes de climatisation pour automobiles aux aubes de turbines à réaction très sensibles, en passant par les composants satellites et les bijoux fins. Le brasage offre un avantage significatif dans les applications qui nécessitent l'assemblage de métaux de base différents, y compris le cuivre et l'acier, ainsi que des non-métaux tels que le carbure de tungstène, l'alumine, le graphite et le diamant.

Avantages comparatifs. Premièrement, un joint brasé est un joint solide. Un joint brasé correctement fabriqué (comme un joint soudé) sera dans de nombreux cas aussi solide ou plus résistant que les métaux à assembler. Deuxièmement, le joint est réalisé à des températures relativement basses, allant d'environ 1150 ° F à 1600 ° F (620 ° C à 870 ° C).

Plus important encore, les métaux de base ne sont jamais fondus. Puisque les métaux de base ne sont pas fondus, ils peuvent généralement conserver la plupart de leurs propriétés physiques. Cette intégrité du métal de base est caractéristique de tous les joints brasés, y compris les joints à section mince et épaisse. En outre, la chaleur inférieure minimise le risque de distorsion ou de gauchissement du métal. Tenez également compte du fait que des températures plus basses nécessitent moins de chaleur - un facteur de réduction des coûts important.

Un autre avantage important du brasage est la facilité d'assemblage de métaux différents en utilisant un flux ou des alliages fourrés / enrobés. Si vous n'avez pas besoin de faire fondre les métaux de base pour les joindre, peu importe s'ils ont des points de fusion très différents. Vous pouvez braser l'acier sur le cuivre aussi facilement que l'acier sur l'acier. Le soudage est une autre histoire car vous devez faire fondre les métaux de base pour les fusionner. Cela signifie que si vous essayez de souder du cuivre (point de fusion 1981 ° F / 1083 ° C) à l'acier (point de fusion 2500 ° F / 1370 ° C), vous devez utiliser des techniques de soudage plutôt sophistiquées et coûteuses. La facilité totale d'assemblage de métaux différents grâce à des procédures de brasage conventionnelles signifie que vous pouvez sélectionner les métaux les mieux adaptés à la fonction de l'assemblage, sachant que vous n'aurez aucun problème à les joindre, quelle que soit l'ampleur de leurs variations de températures de fusion.

Aussi un joint brasé a un aspect lisse et favorable. Il y a une comparaison jour et nuit entre le filet minuscule et net d'un joint brasé et le cordon épais et irrégulier d'un joint soudé. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les joints sur les produits de consommation, où l'apparence est critique. Un joint brasé peut presque toujours être utilisé «tel quel», sans aucune opération de finition - une autre économie de coûts.

Le brasage offre un autre avantage significatif par rapport au soudage en ce sens que les opérateurs peuvent généralement acquérir des compétences en brasage plus rapidement que des compétences en soudage. La raison réside dans la différence inhérente entre les deux processus. Un joint soudé linéaire doit être tracé avec une synchronisation précise de l'application de chaleur et du dépôt de métal d'apport. Un joint brasé, par contre, a tendance à «se fabriquer» par capillarité. En fait, une partie considérable de la compétence impliquée dans le brasage est enracinée dans la conception et l'ingénierie du joint. La rapidité relative de la formation des opérateurs hautement qualifiés est un facteur de coût important.

Enfin, brasage métallique est relativement facile à automatiser. Les caractéristiques du processus de brasage - applications de chaleur étendues et facilité de positionnement du métal d'apport - contribuent à éliminer les risques de problèmes. Il existe de nombreuses façons de chauffer automatiquement le joint, de nombreuses formes de métal d'apport de brasage et de nombreuses façons de les déposer afin qu'une opération de brasage puisse être facilement automatisée pour presque tous les niveaux de production.

COMMENT FONCTIONNE LA SOUDURE

Le soudage relie les métaux en les fondant et en les fusionnant ensemble, généralement avec l'ajout d'un métal d'apport de soudage. Les joints produits sont solides - généralement aussi solides que les métaux joints, voire plus solides. Pour fusionner les métaux, vous appliquez une chaleur concentrée directement sur la zone du joint. Cette chaleur doit être d'une température élevée pour faire fondre les métaux de base (les métaux à assembler) et les métaux d'apport. Par conséquent, les températures de soudage commencent au point de fusion des métaux de base.

Le soudage est généralement adapté à la jonction de grands assemblages où les deux sections métalliques sont relativement épaisses (0.5 ”/ 12.7 mm) et jointes en un seul point. Le cordon d'un joint soudé étant irrégulier, il n'est généralement pas utilisé dans les produits nécessitant des joints cosmétiques. Les applications comprennent les ateliers de transport, de construction, de fabrication et de réparation. Des exemples sont des assemblages robotiques ainsi que la fabrication de récipients sous pression, de ponts, de structures de bâtiments, d'aéronefs, d'autocars et de voies ferroviaires, de pipelines et plus encore.

Avantages comparatifs. Parce que la chaleur de soudage est intense, elle est généralement localisée et localisée; il n'est pas pratique de l'appliquer uniformément sur une large zone. Cet aspect repéré a ses avantages. Par exemple, si vous souhaitez joindre deux petites bandes de métal en un seul point, une approche de soudage par résistance électrique est pratique. Il s'agit d'un moyen rapide et économique de réaliser des joints solides et permanents par centaines et par milliers.

Si l'articulation est linéaire plutôt que localisée, cependant, des problèmes surviennent. La chaleur localisée de soudage peut devenir un inconvénient. Par exemple, si vous souhaitez souder bout à bout deux pièces de métal, vous commencez par biseauter les bords des pièces de métal pour laisser de la place au métal d'apport de soudage. Ensuite, vous soudez, en chauffant d'abord une extrémité de la zone de joint à la température de fusion, puis en déplaçant lentement la chaleur le long de la ligne de joint, en déposant du métal d'apport en synchronisation avec la chaleur. Il s'agit d'une opération de soudage classique typique. Correctement réalisé, ce joint soudé est au moins aussi résistant que les métaux assemblés.

Cependant, cette approche de soudage par joint linéaire présente des inconvénients. Les joints sont fabriqués à des températures élevées - suffisamment élevées pour faire fondre à la fois les métaux de base et le métal d'apport. Ces températures élevées peuvent causer des problèmes, y compris une distorsion et un gauchissement possibles des métaux de base ou des contraintes autour de la zone de soudure. Ces dangers sont minimes lorsque les métaux à assembler sont épais, mais ils peuvent devenir des problèmes lorsque les métaux de base sont des sections minces. De plus, les températures élevées coûtent cher, car la chaleur est de l'énergie et l'énergie coûte de l'argent. Plus vous avez besoin de chaleur pour fabriquer le joint, plus le coût de production du joint est élevé.

Maintenant, considérez le processus de soudage automatisé. Que se passe-t-il lorsque vous rejoignez non pas un assemblage, mais des centaines ou des milliers d'assemblages? Le soudage, de par sa nature, pose des problèmes d'automatisation. Un joint de soudure par résistance réalisé en un seul point est relativement facile à automatiser. Cependant, une fois que le point devient une ligne - une liaison linéaire - une fois de plus, la ligne doit être tracée. Il est possible d'automatiser cette opération de traçage, en déplaçant la ligne de jonction, par exemple, devant une station de chauffage et en alimentant automatiquement le fil d'apport à partir de grandes bobines. Il s'agit d'une configuration complexe et exigeante, cependant, garantie uniquement lorsque vous avez de grandes séries de production de pièces identiques.

Gardez à l'esprit que les techniques de soudage s'améliorent continuellement. Vous pouvez souder sur une base de production par faisceau d'électrons, décharge de condensateur, friction et d'autres méthodes. Ces processus sophistiqués nécessitent généralement des équipements spécialisés et coûteux ainsi que des configurations complexes et chronophages. Déterminez si elles sont pratiques pour des cycles de production plus courts, des changements de configuration d'assemblage ou des exigences quotidiennes typiques d'assemblage des métaux.

Choisir le bon processus d'assemblage métallique
Si vous avez besoin de joints à la fois permanents et solides, vous réduirez probablement votre considération d'assemblage métallique au soudage par rapport au soudage. brasage. Le soudage et le brasage utilisent tous deux de la chaleur et des métaux d'apport. Ils peuvent tous deux être réalisés sur une base de production. Cependant, la ressemblance s'arrête là. Ils fonctionnent différemment, alors rappelez-vous ces considérations relatives au brasage et au soudage:

Taille de l'assemblage
Épaisseur des sections de métal de base
Exigences relatives aux joints ponctuels ou en ligne
Métaux en cours d'assemblage
Quantité d'assemblage final nécessaire
Autres options? Les joints fixés mécaniquement (filetés, piquetés ou rivetés) ne se comparent généralement pas aux joints brasés en termes de résistance, de résistance aux chocs et aux vibrations, ou d'étanchéité. La liaison adhésive et le brasage fourniront des liaisons permanentes, mais en général, aucun des deux ne peut offrir la résistance d'un joint brasé - égal ou supérieur à celui des métaux de base eux-mêmes. En règle générale, ils ne peuvent pas non plus produire des joints qui offrent une résistance à des températures supérieures à 200 ° F (93 ° C). Lorsque vous avez besoin d'assemblages métal-métal permanents et robustes, le brasage est un concurrent sérieux.

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