Чем отличается сварка от пайки

Сварка и пайка 2019

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.

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

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).

Читать еще:  Расчет стоимости сварочных работ

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).

В чем состоит принципиальное отличие процесса пайки от процесса сварки? На какие группы делятся припои по назначению?

Пайка. Современные способы позволяют получать соединения, равнопрочные с основным металлом, способные работать при температурах до 1000°С. Однако, наиболее широко применяется пайка низкотемпературными припоями (до 450 °С), особенно когда не нужна высокая механическая прочность.

Технологически различают пайку в печах, индукционную, сопротивлением, погружением в расплав припоя, паяльниками.

Объем пайки растет благодаря преимуществам перед сваркой. Это сохранение формы изделий, включая кромки, возможность соединения разных материалов (металл–стекло, керамика, графит, полупроводники), распайки, что важно при монтаже и ремонте приборов, дешевизна и простота, технологичность при механизации. Разработаны процессы пайки нагруженных строительных конструкций, двигателей и т.д.

Капиллярные способы пайки связаны с затеканием расплава припоя в зазор и удерживанием в нем капиллярными силами. Оптимальным зазором оказался зазор 0,05. 0,2 мм, когда получается прочность соединения выше, чем самого припоя. При этом, как показали испытания, пайка лучше сопротивляется хрупкому разрушению и усталости при циклических знакопеременных нагрузках, чем сварка. Часто производят предварительную пайку хорошо паяемым припоем (полудой), который полностью, без непропаев, заполняет зазор, а затем производят пайку основным припоем. Иногда лужение является окончательным, например, покрытие оловом для защиты от коррозии. ГОСТ 19248–78 разделяет припои по температуре плавления: tmin

Читать еще:  Марки электродов для ручной дуговой сварки

Образование паяного соединения зависит от смачиваемости припоем; чтобы увеличить смачиваемость, увеличивают шероховатость, обезжиривают поверхность, удаляют окисные пленки, защищают пайку от окисления кислородом воздуха. Применяют при этом флюсы твердые (порошки солей металлов), жидкие (водные растворы хлористых солей), газовые (водород, СО2, смесь N2 и Н2), а также пайку в инертных газах (Не, Аг) или в вакууме.

При пайке алюминия для удаления прочной пленки оксида А12О3 применяют ультразвуковую пайку. При этом ультразвуковые колебания в расплаве припоя вызывают кавитацию, которая разрушает оксиды. Для однородности пайки применяют медленное охлаждение паяного шва или выдержку при температуре пайки несколько выше температуры солидуса припоя (диффузионная пайка). Технологические параметры режима пайки сильно различаются в зависимости от материала припоя, способа нагрева, подготовки поверхности, требований к свойствам шва, нанесения флюса и пр. Однако, нагрев не должен превышать температуру плавления припоя более,чем на 50. 100 °С

Существуют особенности режима пайки, например, титановых сплавов. Сначала облуживают поверхность оловом, медью, никелем или даже серебром для лучшей смачиваемости припоя из олова и свинца.

Сваркой называют технологический процесс получения неразъемных соединений заготовок посредством установления межатомных и межмолекулярных связей между свариваемыми частями, что возможно при сближении атомов на расстояние, близкое к параметру кристаллической решетки.

Сварочные процессы применяют для изготовления сварных конструкций, исправления брака литья и восстановления поломанных и изношенных изделий.

Развитие сварки (особенно в последние годы) привело к появлению новых ее видов и расширению возможностей и области ее применения. Новые виды сварки вследствие высокой концентрации энергии и малой длительности процесса (сварка электронным лучом, взрывом, лазерная, ультразвуковая, холодная сварка) характеризуются отсутствием реакций образования оксидов и других соединений от взаимодействия свариваемых металлов с газами, флюсами, что обеспечивает прочность сварки и возможность соединения материалов, которые не свариваются традиционными способами.

Свариваются между собой как однородные металлы, так и разнородные (например, сталь с медью, медь с алюминием), а также металлы с неметаллами (керамикой, стеклом, керметами и др.) пластмассы. ГОСТ 19521–74 определяет три класса сварки: термический, механический и термомеханический.

К термическому классу относятся виды сварки плавлением, когда металл кромок свариваемых частей расплавляется, образуя сварочную ванну (иногда вместе с присадочным металлом), а затем затвердевает, образуя сварной шов. Тепловая энергия, необходимая для этого, получается при преобразовании электрической или химической энергии. К этому классу относятся дуговая, электрошлаковая, плазменная, электронно-лучевая, лазерная, газовая, термитная сварка.

К механическому классу относятся те виды сварки, при которых определяющим фактором является пластическое деформирование, возникающее под влиянием давления в поверхностных слоях соединяемых частей, в результате чего в зонах контакта дробятся и вытесняются адсорбированные включения кислорода, азота, паров воды, жировых загрязнений, происходит смятие выступов и заполнение впадин от шероховатости поверхностей, увеличение активных площадок взаимодействия, сближение атомов до размеров атомных радиусов, обобщение их электронов и образование благодаря этому сварного соединения. К механическому классу относятся холодная, ультразвуковая сварка, сварка взрывом, трением.

К термомеханическому классу относятся те виды сварки, при которых для образования сварного соединения используют тепловую энергию и внешнее давление. К этому классу относятся контактная, газопрессовая, диффузионная и другие виды сварки.

Пайка, как и сварка, предназначена для неразъемных соединений заготовок. Особенность пайки состоит в применении припоя, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления материала припаиваемых частей. При пайке основной металл твердый, а припой расплавлен. Части заготовки соединяются вследствие смачивания, взаимного растворения и диффузии припоя и основного материала в зоне шва. Для диффузии необходимо, чтобы припаиваемые поверхности были очищены, особенно от пленок оксидов, и защищены от окисления. Для защиты от окисления при пайке служат флюсы.

Читать еще:  Какой сварочный инвертор выбрать для дома отзывы

Паять можно углеродистую и легированную стали всех марок, твердые сплавы, ковкие и серые чугуны, а также цветные металлы и их сплавы. Можно также паять разнородные материалы (например, сталь с твердыми сплавами, керамику, пластмассы).

Пайку широко применяют в радиоэлектронной, автомобильной, авиационной промышленности и других отраслях машино- и приборостроения; ее применение расширяется с разработкой новых припоев и флюсов и развитием технологии пайки.

Пайку при температурах до 400°С относят к низкотемпературной, при температурах выше 400°С — к высокотемпературной. Припои для низкотемпературной пайки содержат олово, свинец, сурьму и цинк, припои для высокотемпературной пайки составляются на основе меди или серебра. В таблице приведены примеры припоев различных видов и область их применения.

Для низкотемпературной пайки медных проводников, покрытых золотом или серебром, применяют канифольные и стеарино-парафиновые (бескислотные) флюсы; для пайки стали, меди, никеля используют пасты на основе вазелина, содержащие 10–15 % хлористого цинка (ZnCl2) или хлористого аммония (NH4C1) –активированные флюсы; для легированных, коррозионно-стойких, жаропрочных сталей и сплавов, а также тугоплавких металлов применяют 25– 30 %-ные растворы ZnCL2 в воде (кислотные флюсы), хорошо растворяющие оксидные пленки.

Массовое содержание компонентов, % (округленно)

Пайка и сварка. Различия.

#1 Proserg85

    • Имя: Сергей
    • Сфера деятельности: Разработка технологии
  • Зарегистрирован
  • 2 771 сообщений
  • Пайка металлов, как и сварка, относится к методам создания неразъемных соединений. Но эти два способа имеют коренное отличие:

    1. сварка – способ соединения металлов путем их местного нагрева до температуры плавления. В результате слияния расплавленных металлов в одной

    2. общей сварочной ванне образуется прочное соединение элементов изделия или конструкции;

    пайкой называется процесс соединения металлов при помощи присадочного металла (припоя), температура плавления которого ниже температуры плавления соединяемых материалов. Основной металл при том остается в твердом состоянии.
    Специалисты, делитесь мнениями. Может что упустил?

    #2 Mykola

    • Имя: NNB
    • Сфера деятельности: Производство
  • Зарегистрирован
  • 805 сообщений
  • Может что упустил?

    А в чем, собственно, сверхзадача создания этой темы? Вы хотите здесь получить полное изложение теории сварки и пайки.

    #3 Dimon012

    • Город Владивосток
    • Имя: Дмитрий
    • Сфера деятельности: Информационные технологии
  • Зарегистрирован
  • 1 754 сообщений
  • Пайка металлов, как и сварка, относится к методам создания неразъемных соединений. Но эти два способа имеют коренное отличие:

    1. сварка – способ соединения металлов путем их местного нагрева до температуры плавления. В результате слияния расплавленных металлов в одной

    2. общей сварочной ванне образуется прочное соединение элементов изделия или конструкции;

    #4 uraltay

    • Имя: Александр
    • Сфера деятельности: Конструирование
  • Зарегистрирован
  • 1 706 сообщений
  • О-о-чень странно видеть такие вопросы на машиностроительном форуме! Семилетний пацан, умеющий написать “сварка” и “пайка”, зашёл бы в поисковик Интернета и. А здесь – “Знаток”!

    #5 mitja691

    • Имя: Розов Дмитрий Викторович
    • Сфера деятельности: Производство
  • Зарегистрирован
  • 90 сообщений
  • Сварка в отличии от пайки не бывает низкотемпературной и высокотемпературной,а пайка – бывает.Кроме того например силумин нормально сварить не удастся,а вот спаять – да.

    #6 Mykola

    • Имя: NNB
    • Сфера деятельности: Производство
  • Зарегистрирован
  • 805 сообщений
  • Сварка в отличии от пайки не бывает низкотемпературной и высокотемпературной,а пайка – бывает.Кроме того например силумин нормально сварить не удастся,а вот спаять – да.

    Вы просто не в курсе существования технологии сварки “холодной дугой” http://www.ewm-russi. les/coldarc.php Например, при соединении алюминия со сталью процесс выглядит в отношении стали, как сварка, а к алюминию – пайка. И получается сварко-пайка.

    #7 Proserg85

    • Имя: Сергей
    • Сфера деятельности: Разработка технологии
  • Зарегистрирован
  • 2 771 сообщений
  • А в чем, собственно, сверхзадача создания этой темы? Вы хотите здесь получить полное изложение теории сварки и пайки.

    #8 Proserg85

    • Имя: Сергей
    • Сфера деятельности: Разработка технологии
  • Зарегистрирован
  • 2 771 сообщений
  • О-о-чень странно видеть такие вопросы на машиностроительном форуме! Семилетний пацан, умеющий написать “сварка” и “пайка”, зашёл бы в поисковик Интернета и. А здесь – “Знаток”!

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector