Explicación detallada de la tecnología de soldadura: exploración de principios, procesos y campos de aplicación

 

La soldadura es un proceso de soldadura que conecta piezas de trabajo utilizando metal de carga fundido (metal de carga de soldadura) a una temperatura inferior al punto de fusión del metal base. A diferencia de la soldadura por fusión, en el proceso de soldadura, las piezas de trabajo no se funden, y se forma una unión fuerte solo a través de la acción capilar y la difusión atómica entre el metal de carga de soldadura líquida y el metal base sólido. Esta característica de procesamiento a baja temperatura lo convierte en una solución de soldadura ideal para componentes de precisión, metales diferentes y materiales sensibles al calor.

 

Principios básicos y características del proceso de soldadura

1. Ventajas del procesamiento a baja temperatura

En la soldadura, mediante el control preciso de la temperatura de calentamiento, el metal de carga de soldadura y las piezas de trabajo se calientan a un intervalo ligeramente superior al punto de fusión del metal de carga de soldadura pero inferior al punto de fusión del metal base. En este memento, el metal de carga de soldadura líquida penetra en las juntas de las piezas de trabajo a través de la acción capilar y luego se somete a una unión metalúrgica con la superficie del metal base. Dado que no es necesario fundir el material base, la soldadura puede evitar eficazmente la deformación, oxidación o deterioro de las propiedades organizativas causadas por altas temperaturas.

2. Selección diversificada de metales de relleno de soldadura

Según el entorno de trabajo y los requisitos de resistencia, los metales de carga de soldadura se pueden dividir en dos categorías: soldadura dura y soldadura suave.

- Soldadura dura: Se usan metales de carga de soldadura de alto punto de fusión tales como cobre, plata o níquel (con un punto de fusión superior a 450 °C). La resistencia de la unión puede alcanzar más de 200 MPa, lo que es adecuado para piezas estructurales de alta carga como bastidores de bicicletas y los bordes de corte de herramientas.

- Soldadura suave: la aleación de estaño-plomo es típica (con un punto de fusión inferior a 230 °C), y la resistencia es de aproximadamente 70 MPa. Se utiliza ampliamente en escenarios de baja tensión como componentes electrónicos y cables de instrumentos.

3. Control preciso del proceso

Las juntas soldadas generalmente están diseñadas en forma de juntas de lap o juntas de enchufe para aumentar el área de contacto, y se utiliza un espacio de 0,05 - 0,2 mm para optimizar el flujo capilar. En el proceso de pretratamiento, la capa de óxido y el aceite en la superficie de las piezas de trabajo deben eliminarse estrictamente, y se utilizan flujos de soldadura (como solución de bórax y colofonia) para mejorar la humectabilidad y la resistencia a la oxidación.

 

Ventajas principales y escenarios aplicables de soldadura

1. Compatibilidad con múltiples materiales

La soldadura puede conectar metales diferentes (como aluminio - cobre, acero - cerámica) y estructuras compuestas no metálicas. Al mismo tiempo, soporta la soldadura de piezas de trabajo con grosores significativamente diferentes, y tiene ventajas significativas en el procesamiento de componentes complejos como radiadores de automóviles y placas de circuitos electrónicos.

2. Capacidad de procesamiento de alta eficiencia

A través de procesos tales como calentamiento por resistencia, calentamiento por inducción o calentamiento por llama, se puede lograr la soldadura simultánea de múltiples juntas, lo que es especialmente adecuado para escenarios que requieren conexiones de alta densidad tales como estructuras de panal de abeja y entrecapas de placas delgadas, mejorando significativamente la eficiencia de la línea de producción.

3. Calidad de la superficie y precisión dimensional

La superficie de unión es lisa sin rebajas, y la deformación de la pieza de trabajo es extremadamente pequeña (generalmente menos de 0,1 mm). Por lo tanto, es particularmente adecuado para campos con estrictos requisitos para las tolerancias de forma y posición, tales como instrumentos de precisión y componentes aeroespaciales.

 

Limitaciones y direcciones de optimización de la tecnología de soldadura

Aunque la soldadura tiene muchas ventajas, sus limitaciones todavía deben ser señaladas:

- Limitación de la resistencia: La capacidad de carga dinámica de la junta es menor que la de la soldadura por fusión, y generalmente no es adecuada para piezas estructurales de carga pesada.

Factor de coste: El costo de los metales de carga de soldadura de metales preciosos (como aleaciones a base de plata) es relativamente alto, y el uso de un solo punto debe reducirse a través de la optimización del proceso.

Complejidad del proceso: Los requisitos para la limpieza de las juntas y la precisión del montaje son estrictos, y es necesario usar equipos automatizados para garantizar el rendimiento.

 

Aplicación Industrial Progreso de la soldadura

1. Campo de fabricación de automóviles

En escenarios como la conexión de aleaciones de aluminio - cobre en paneles de carrocería y lasoldadura de módulos de batería de potenciaLa soldadura ha reemplazado la soldadura por puntos tradicional con su característica de entrada de bajo calor y se ha convertido en la tecnología principal para el diseño ligero.

2. Industrias de la energía y la electrónica

La soldadura de alambres de cobre y plata en módulos fotovoltaicos y el envasado de módulos IGBT dependen de la soldadura para lograr conexiones de alta conductividad y alta fiabilidad, y pueden trabajar en un entorno duro con un rango de temperatura de -50 ° C a 300 ° C.

3. Avances en las tecnologías emergentes

El proceso compuesto de soldadura al vacío y soldadura por difusión se ha aplicado con éxito a la reparación de palas de motores aeronáuticos, rompiendo el cuello de botella de soldadura de superaleaciones a base de níquel en procesos tradicionales y aumentando la vida útil de los componentes en más del 30%.

 

Puntos clave del control de calidad de la soldadura

1. Gestión de la consistencia del hueco: Asegúrese de que la tolerancia del hueco de la junta es ≤0.1 mm a través de los accesorios de herramientas.

2. Optimización de los ciclos térmicos: Adoptar una estrategia de calentamiento por gradiente para reducir los efectos adversos de los compuestos intermetálicos en la interfaz.

3. Tecnología de prueba no destructiva: Aplique la imagen de rayos X y el escaneo ultrasónico para detectar micro - agujeros o defectos de fusión incompletos.