Зварювання і пайка – у чому різниця

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:

• 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.

1. 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.
2. Використання флюсу. Флюс – це хімічний реагент, що очищає, який допомагає в процесі паяння. Цей реагент не є обов’язковим у зварювальному процесі.
3. 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.
4. Деформація — у процесі зварювання матеріал зазнає як фізичних, так і хімічних змін. При паянні ступінь деформації є досить низьким.
5. 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.