Зварювання та пайка — це два терміни, які взаємозамінні в обробній промисловості. Однак, незважаючи на те, що робота обох виробничих процесів схожа, їх можна розрізняти з точки зору субтехніки, вимог до навичок, нагрівання тощо.
Зварювання та паяння широко використовуються в автомобільній, електронній, будівельній, механічній та інших галузях. Тому важливо розуміти різницю між цими процесами.
Давайте почнемо з основних відмінностей між цими процесами і перейдемо до їх переваг та недоліків.
Зварювання і пайка – це методи виготовлення, тобто вони використовуються для з’єднання металевих матеріалів разом за допомогою певного обладнання та матеріалів. Нижче наведено основні відмінності між зварюванням та паянням:
- Міцність – зварні з’єднання міцніше порівняно з паяними з’єднаннями.
- Температура. Різним металам потрібні різні температури для плавлення та утворення зв’язку.
- Сталевий варіант зазвичай використовується при зварюванні, для якого може знадобитися температура від 3000 до 20 000 градусів за Цельсієм. З іншого боку, для паяння потрібно приблизно 350-450 градусів за цельсієм.
- Нагрівання – основні метали в процесі зварювання нагріваються до плавлення та утворення міцного зв’язку, тоді як при паянні основні метали не вимагають нагрівання або плавлення.
- Властивості металу – при зварюванні основний метал змінює свої механічні властивості через охолодження та нагрівання. Паяння не істотно впливає на механічні властивості металу.
- Термічна обробка. Термічна обробка – це процес, при якому фізичні та хімічні властивості металу змінюються за рахунок його нагрівання та охолодження. Це звичайна справа у зварювальних технологіях, але не в паянні.
- Вимоги до кваліфікацій — зварювальник та паяльник є професійними працівниками, яким потрібні навички та досвід виконання дорученої ним роботи. Зварювальника можна знайти в автомобільній, виробничій та будівельній галузях. Паяльник працює переважно в електронній промисловості.
- Попереднє нагрівання – пайка вимагає попереднього нагрівання деталей, а зварювання не вимагає попереднього нагрівання деталей.
Загальні типи методів зварювання та паяння
Зварювання:
- Газова металева дуга
- Порошкова дуга
- Екранована металева дуга
- Газова вольфрамова дуга
Пайка:
- Звичайна пайка
- Паяння срібними припоями
- Контактна паяння
- Індукційна пайка
Давайте тепер розберемося, що таке зварювання та паяння, а також обговоримо, які переваги та недоліки несе кожна з них.
Докладніше про зварювання
Простіше кажучи, зварювання можна визначити як метод з’єднання металевих деталей шляхом нагрівання і плавлення деталей, що стикаються, в певній точці і охолодження до утворення міцного зв’язку.
Основні метали нагріваються до плавлення, це змінює властивості металу і, отже, забезпечує міцне з’єднання. Говорячи про складність, зварювання складніше, ніж паяння, і вимагає додаткових технічних знань, оскільки включає використання газів, полум’я та електрики, які необхідно регулювати.
У цьому методі метали можуть бути однієї і тієї ж властивості або різних, плюс це передбачає використання обладнання для виконання завдання. Температура багато в чому залежить від типу металу, що зварюється і типу зварювання, але зазвичай вона становить близько 3000 градусів за Цельсієм, а в деяких випадках набагато більше.
Види зварювання
Зварювання можна розділити на дві основні категорії:
Дугове зварювання — це використання електрики для нагрівання та плавлення основного металу. Їх можна розділити на такі категорії:
- Електродугове зварюванна MMA/SMAW
- Зварювання MIG
- Зварювання TIG
- Зварювання EGW
Зварювання пальником — це використання паливних газів та кисню для нагрівання та плавлення основного металу.
Переваги та недоліки зварювання
Зварювання створює з’єднання, коли основний метал нагрівається, плавиться і знову охолоджується, проте має свої плюси і мінуси, давайте подивимося:
Переваги:
- Зварювання створює міцне з’єднання.
- Цей метод створює найміцніший зв’язок у порівнянні з іншими методами.
- Не потрібно свердлити отвір в основних деталях для зварювання.
- Можна зварювати різнорідні метали різних розмірів та форм.
Недоліки:
- Потрібна кваліфікована робоча сила та справне обладнання.
- Нерівномірне охолодження та нагрівання можуть призвести до виникнення залишкових напруг у зварному вузлі.
- Зварні з’єднання піддаються вібрації.
Про пайку
Пайка – це метод або процес з’єднання металів за допомогою припою. Припій це металевий сплав з низькою температурою плавлення, який часто розглядається як основний метал для паяння.
З’єднувальна деталь або конструкція не нагрівається до стану плавлення, і саме тут в гру входить припій (основний метал), який створює з’єднання.
Оскільки температура плавлення основного металу низька, температура, необхідна цього методу, вбирається у 448 градусів за Цельсієм. При цьому температура може змінюватись в залежності від металу та типу виконуваної роботи.
Паяння широко поширена в електронній промисловості. Вона також використовується у галузі, такій як виготовлення ювелірних виробів.
Переваги та недоліки пайки
Пайка є важливим методом у різних галузях промисловості та має свої переваги та недоліки. Давайте розглянемо докладніше.
Переваги:
- Паяння може працювати при низьких температурах.
- Різні матеріали легко з’єднати.
- Залишкові напруги низькі.
- Це не трудомісткий процес.
- Паяння проста і не вимагає високих навичок.
Недоліки:
- Поєднання матеріалів не дуже міцне.
- Паяння не підходить для складання великих конструкцій.
- Флюси, що використовуються в процесі паяння, можуть бути токсичними.
Зварювання і пайка: порівняльна таблиця
| КРИТЕРІЇ | ЗВАРЮВАННЯ | ПАЙКА |
| Температура плавлення | Температура плавлення при зварюванні перевищує 450 градусів за Цельсієм. | Температура плавлення при пайці нижче 450 градусів за Цельсієм. |
| Типи | Плазма, лазер та електричний струм. | Паяльник та електричний опір. |
| деформація | Дуже висока | Дуже низька |
| Дефекти | Дуже ймовірні | Дуже низька імовірність появи дефектів. |
| Попереднє нагрівання | Не вимагається | Потрібно |
| З’єднання | З’єднання мають дуже високу міцність. | З’єднання, створені паянням, мають меншу міцність. |
Різниця між зварюванням та паянням
Ось кілька відмінностей між зварюванням та паянням.
- Температура плавлення додаткового матеріалу – при пайці температура становить менше 450 градусів Цельсія, що приблизно відповідає температурі плавлення основного металу. При зварюванні вона перевищує 450 градусів за Цельсієм.
- Використання флюсу. Флюс – це хімічний реагент, що очищає, який допомагає в процесі паяння. Цей реагент не є обов’язковим у зварювальному процесі.
- Джерело нагріву — при зварюванні звичайними джерелами тепла є електричний струм, плазма, електронні промені та електрична дуга. У разі процесу паяння джерелами тепла є ультразвук та електричний опір.
- Деформація — у процесі зварювання матеріал зазнає як фізичних, так і хімічних змін. При паянні ступінь деформації є досить низьким.
- Залишкові деформації. У процесі зварювання висока ймовірність того, що залишкові деформації залишаться, але до процесу паяння це не стосується.
Висновок
Зварювання — це процес з’єднання однакових або різнорідних металів за допомогою обладнання та додаткових матеріалів. Вони діляться на дві основні категорії – дугове зварювання та зварювання пальником. З’єднання, створені зварюванням, дуже міцні і мають високу міцність. Цей метод широко використовується в будівництві, автомобілебудуванні та машинобудуванні.
Пайка — це процес з’єднання однакових або різнорідних металів за допомогою припою. Основним матеріалом, що використовується при пайці, є припій (металевий сплав), оскільки він має більш високу температуру плавлення, ніж паяні матеріали. Техніка паяння поширена у електронній промисловості. Цей метод простий у використанні і потребує менше часу.