Explicação detalhada da tecnologia de soldagem: exploração de princípios, processos e campos de aplicação

 

A soldagem é um processo de soldagem que conecta peças de trabalho usando metal de enchimento fundido (metal de enchimento de soldagem) a uma temperatura inferior ao ponto de fusão do metal base. Diferente da soldagem por fusão, no processo de soldagem, as peças de trabalho não derretem e uma forte ligação é formada apenas através da ação capilar e difusão atômica entre o metal de enchimento de soldagem líquida e o metal base sólido. Esta característica de processamento a baixa temperatura torna-o uma solução de soldagem ideal para componentes de precisão, metais diferentes e materiais sensíveis ao calor.

 

Princípios básicos e características do processo de soldagem

1. Vantagens do processamento de baixa temperatura

Na soldadura, controlando com precisão a temperatura de aquecimento, o metal de enchimento de soldadura e as peças de trabalho são aquecidos a uma faixa ligeiramente superior ao ponto de fusão do metal de enchimento de soldadura, mas inferior ao ponto de fusão do metal base. Neste momento, o metal de enchimento de soldadura líquida penetra nas juntas das peças de trabalho através de ação capilar e, em seguida, sofre uma ligação metalúrgica com a superfície do metal base. Como não há necessidade de derreter o material base, a soldadura pode efetivamente evitar deformação, oxidação ou deterioração das propriedades organizacionais causadas por altas temperaturas.

2. Seleção diversificada de metais de enchimento de soldagem

De acordo com o ambiente de trabalho e os requisitos de resistência, os metais de enchimento de soldadura podem ser divididos em duas categorias: soldadura dura e soldadura suave.

- Soldadura dura: são usados metais de enchimento de soldadura de alto ponto de fusão, como cobre, prata ou níquel (com um ponto de fusão acima de 450 ° C). A resistência das juntas pode atingir mais de 200 MPa, o que é adequado para peças estruturais de alta carga, como quadros de bicicletas e bordas de corte de ferramentas.

- Brazagem suave: liga de estanho - chumbo é um representante típico (com um ponto de fusão abaixo de 230 ° C), e a resistência é de cerca de 70 MPa. É amplamente utilizado em cenários de baixa tensão, como componentes eletrônicos e fios de instrumentos.

3. Controle preciso do processo

As juntas soldadas são geralmente projetadas na forma de juntas de lap ou juntas de soquete para aumentar a área de contato, e uma lacuna de 0,05 - 0,2 mm é usada para otimizar o fluxo capilar. No processo de pré-tratamento, a camada de óxido e o óleo na superfície das peças de trabalho devem ser estritamente removidos e fluxos de soldagem (como solução de bórax e colofonia) são usados ​​para melhorar a umidificabilidade e a resistência à oxidação.

 

Vantagens principais e cenários aplicáveis de soldagem

1. Compatibilidade com vários materiais

A soldagem pode conectar metais diferentes (como alumínio - cobre, aço - cerâmica) e estruturas compostas não metálicas. Ao mesmo tempo, suporta a soldagem de peças de trabalho com espessuras significativamente diferentes e tem vantagens significativas no processamento de componentes complexos, como radiadores de automóveis e placas de circuito eletrônico.

2. Capacidade de processamento de alta eficiência

Através de processos como aquecimento por resistência, aquecimento por indução ou aquecimento por chama, pode ser alcançada a soldagem simultânea de múltiplas juntas, o que é especialmente adequado para cenários que exigem conexões de alta densidade, como estruturas de panal de mel e camadas finas de placas, melhorando significativamente a eficiência da linha de produção.

3. Qualidade da superfície e precisão dimensional

A superfície da junta é lisa sem rebaras e a deformação da peça de trabalho é extremamente pequena (geralmente menos de 0,1 mm). Portanto, é particularmente adequado para campos com requisitos rigorosos para tolerâncias de forma e posição, como instrumentos de precisão e componentes aeroespaciais.

 

Limitações e direções de otimização da tecnologia de soldagem

Embora a soldadura tenha muitas vantagens, suas limitações ainda devem ser notadas:

- Limitação da força: A capacidade de carga dinâmica da junta é menor do que a da soldadura por fusão, e geralmente não é adequada para peças estruturais pesadas.

- Fator de custo: o custo dos metais de enchimento de soldagem de metal precioso (como ligas à base de prata) é relativamente alto e o uso de ponto único precisa ser reduzido através da otimização do processo.

Complexidade do processo: os requisitos para a limpeza das juntas e a precisão da montagem são rigorosos, e o equipamento automatizado precisa ser usado para garantir o rendimento.

 

Progresso da aplicação industrial da soldagem

1. Campo de fabricação de automóveis

Em cenários como a conexão de ligas de alumínio - cobre em painéis de carroceria e osoldagem de módulos de bateria de potênciaA soldagem substituiu a soldagem a ponto tradicional com sua característica de entrada de baixo calor e tornou-se a tecnologia principal para o design leve.

2. Indústrias de energia e eletrônica

A soldagem de fios de cobre e prata em módulos fotovoltaicos e a embalagem de módulos IGBT dependem da soldagem para obter conexões de alta condutividade e alta confiabilidade, e podem trabalhar em um ambiente áspero com uma faixa de temperatura de - 50 ° C a 300 ° C.

3. Avanços em Tecnologias Emergentes

O processo composto de soldagem a vácuo e soldagem por difusão tem sido aplicado com sucesso ao reparo de lâminas de motores aeronáuticos, rompendo o gargalo de soldagem de superalias à base de níquel em processos tradicionais e aumentando a vida útil dos componentes em mais de 30%.

 

Pontos-chave do controle de qualidade da soldagem

1. Gestão da consistência da lacuna: Certifique-se de que a tolerância da lacuna da junta é ≤0.1 mm através dos aparelhos de ferramentas.

2. Otimização dos ciclos térmicos: Adote uma estratégia de aquecimento de gradiente para reduzir os efeitos adversos dos compostos intermetálicos na interface.

3. Tecnologia de teste não-destrutiva: Aplique a imagem de raios X e a varredura ultrasônica para detectar micro-buracos ou defeitos de fusão incompletos.