เหตุใดโลหะฟิลเลอร์จึงมีความสำคัญ?

โลหะฟิลเลอร์เป็นวีรบุรุษที่ไม่ได้รับการรวมของโลหะที่เข้าร่วม - พวกเขาเปลี่ยนการติดต่ออย่างง่ายระหว่างโลหะเป็นการเชื่อมต่อที่แข็งแรงทนทานและใช้งานได้ หากไม่มีพวกเขากระบวนการเชื่อมและการประสานจำนวนมากจะล้มเหลวในการสร้างข้อต่อที่เชื่อถือได้ จำกัด ความสามารถในการสร้างทุกอย่างตั้งแต่ตึกระฟ้าไปจนถึงสมาร์ทโฟน ความสำคัญของพวกเขาเกิดจากความสามารถในการแก้ปัญหาความท้าทายหลักในการเข้าร่วมโลหะเพิ่มประสิทธิภาพและเปิดใช้งานความสามารถรอบตัวในอุตสาหกรรม

1. พวกเขาสร้างพันธบัตรที่แข็งแกร่งและโลหะ (ไม่ใช่แค่กลไกเชิงกล)

เมื่อมีการเข้าร่วมโลหะสองวิธีวิธี "ละลายและฟิวส์" อย่างง่ายมักจะล้มเหลว: โลหะพื้นฐานเพียงอย่างเดียวอาจไม่ไหลพอที่จะเติมเต็มช่องว่างหรืออาจก่อตัวขึ้นการเชื่อมต่อที่อ่อนแอและเปราะเมื่อเย็นลง โลหะฟิลเลอร์แก้ปัญหานี้โดย:

สร้างโครงสร้างแบบครบวงจร: พวกมันละลายและผสมกับโลหะพื้นฐานในระดับอะตอมสร้างพันธะเดียวต่อเนื่องมากกว่าพื้นผิว - "พันธะโลหะ" นี้แข็งแกร่งกว่าตัวยึดเชิงกล (เช่นสลักเกลียว) หรือกาวซึ่งขึ้นอยู่กับแรงเสียดทานหรือการติดสารเคมี

กระจายความเครียดอย่างสม่ำเสมอ: ฟิลเลอร์ที่เลือกอย่างเหมาะสมทำให้มั่นใจได้ว่าการแชร์ร่วมกับโลหะโดยรอบป้องกันความเครียดจากการมุ่งเน้นในจุดเดียว (สาเหตุทั่วไปของความล้มเหลว) ตัวอย่างเช่นสะพานเหล็กใช้แท่งฟิลเลอร์ที่ตรงกับความแข็งแรงของลำแสงดังนั้นการเชื่อมจึงไม่แตกภายใต้น้ำหนักของสะพาน

2. สะพานเชื่อมช่องว่างและชดเชยความไม่สมบูรณ์

ในการผลิตโลกจริง - ชิ้นส่วนโลหะนั้นไม่ค่อยได้รับการจัดแนวอย่างสมบูรณ์แบบ แม้แต่ช่องว่างเล็ก ๆ (0.01 นิ้วหรือเล็กกว่า) ระหว่างชิ้นงานสามารถทำให้การเชื่อมอ่อนแอลง โลหะฟิลเลอร์:

เติมช่องว่าง: ไหลเข้าสู่ช่องว่างระหว่างโลหะในระหว่างการละลายทำให้มั่นใจว่าไม่มีช่องว่างเหลืออยู่ หากไม่มีฟิลเลอร์ช่องว่างเหล่านี้จะสร้าง "หลุม" ในข้อต่อทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดความกดดัน

ปรับให้เข้ากับขอบที่ไม่สม่ำเสมอ: ชดเชยสำหรับการตัดหยาบ, รอยบุบหรือการจัดแนว misagalyments - ทั่วไปในการผลิตหรือซ่อมแซมงาน ตัวอย่างเช่นการแก้ไขตัวยึดเหล็กงอใช้ฟิลเลอร์เพื่อสร้างพื้นที่ที่เสียหายขึ้นมาใหม่เพื่อกู้คืนรูปร่างและความแข็งแรง

แทนที่วัสดุที่หายไป: โลหะออฟเซ็ตที่ละลายออกไปจากฐานในระหว่างการเชื่อม (ผลพลอยได้ตามธรรมชาติของความร้อนสูง) หากไม่มีฟิลเลอร์ข้อต่อจะบางและอ่อนแอลงไม่สามารถรองรับโหลดได้

3. พวกเขาเพิ่มประสิทธิภาพร่วมกันนอกเหนือจากโลหะฐาน

โลหะฟิลเลอร์ไม่เพียง แต่ "เติมพื้นที่" - พวกเขาปรับปรุงคุณสมบัติของข้อต่อมักจะทำให้มันแข็งแกร่งขึ้นทนทานมากขึ้นหรือทนต่อความเสียหายมากกว่าโลหะฐานเอง:

เพิ่มความแข็งแกร่ง: สำหรับการใช้งานโครงสร้าง (เช่นปีกเครื่องบิน, แขนเครน), ฟิลเลอร์ถูกกำหนดให้ตรงหรือเกินความต้านทานแรงดึงของโลหะฐาน ยกตัวอย่างเช่นฟิลเลอร์เหล็กเช่น E7018 สร้างรอยเชื่อมที่ทนต่อแรง 70,000 psi ของแรง - ที่สำคัญสำหรับการสนับสนุนการโหลดหนัก

ต้านทานการกัดกร่อน: ฟิลเลอร์พิเศษเพิ่มองค์ประกอบเช่นโครเมียม (สำหรับสแตนเลส) หรือแมกนีเซียม (สำหรับอลูมิเนียม) เพื่อป้องกันรอยเชื่อมจากสนิมน้ำเค็มหรือสารเคมี สิ่งนี้มีความสำคัญสำหรับชิ้นส่วนทางทะเลประปาหรือถังอุตสาหกรรม

ทนต่อเงื่อนไขที่รุนแรง: สูง - ฟิลเลอร์อุณหภูมิ (เช่นโลหะผสมนิกเกิล - อัลลอยด์) รักษาความแข็งแรงในเตาเผาหรือเครื่องยนต์เจ็ทในขณะที่ต่ำ - ฟิลเลอร์อุณหภูมิต้านทานความเปราะบางในสภาพอากาศเย็น

4. พวกเขาเปิดใช้งานการเข้าร่วมของโลหะที่แตกต่างหรือยาก

โลหะบางชนิดแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าร่วมโดยไม่มีฟิลเลอร์ ซึ่งรวมถึง:

โลหะที่แตกต่างกัน: การเข้าร่วมเหล็กกับทองแดงอลูมิเนียมถึงทองเหลืองหรือสแตนเลสกับเหล็กกล้าคาร์บอนโดยตรงมักจะสร้าง "สารประกอบ intermetallic" ที่เปราะบางซึ่งแตกง่าย ฟิลเลอร์ทำหน้าที่เป็น "สะพาน" ที่ผูกพันกับโลหะทั้งสองโดยไม่ก่อให้เกิดสารประกอบที่อ่อนแอเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น Silver - ฟิลเลอร์ทองแดงเข้าร่วมท่อทองแดงกับอุปกรณ์เหล็กในระบบประปาหลีกเลี่ยงการรั่วไหลและการกัดกร่อน

สูง - ความแข็งแรงหรือความร้อน - โลหะที่ละเอียดอ่อน: โลหะผสมเช่นอลูมิเนียม 7075 (ใช้ในการบินและอวกาศ) หรือเหล็กเครื่องมือมีแนวโน้มที่จะแตกเมื่อเชื่อม ฟิลเลอร์ที่มีสูตรที่แม่นยำ (เช่น ER5356 สำหรับอลูมิเนียม) ลดความเสี่ยงนี้โดยการจับคู่อัตราการระบายความร้อนของโลหะ

โลหะบางหรือบอบบาง: การเชื่อมแผ่นบาง ๆ (เช่นผนังอลูมิเนียมส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์) เสี่ยงต่อการเผาไหม้ผ่านโลหะฐาน ฟิลเลอร์ที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ (เช่น ER4043 สำหรับอลูมิเนียม) อนุญาตให้เข้าร่วมควบคุมได้โดยไม่มีความเสียหาย

5. พวกเขาป้องกันข้อบกพร่องที่ลดลงข้อต่อ

การเข้าร่วมโลหะเต็มไปด้วยความเสี่ยง: ความร้อนสูงสามารถสร้างฟองสบู่ (รูพรุน) การระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดรอยร้าวและออกซิเดชันสามารถสร้างออกไซด์เปราะได้ โลหะฟิลเลอร์ป้องกันปัญหาเหล่านี้อย่างแข็งขัน:

การต่อสู้รูพรุน: เพิ่มองค์ประกอบ deoxidizing (เช่นแมงกานีสในฟิลเลอร์เหล็ก) ที่ดักจับก๊าซ (เช่นออกซิเจน) ก่อนที่จะก่อตัวเป็นฟองในการเชื่อม

หยุดร้าว: องค์ประกอบการผสม (เช่นซิลิกอนในฟิลเลอร์อลูมิเนียม) ปรับวิธีการเชื่อมให้แข็งตัวลด "การแคร็กร้อน" เมื่อข้อต่อเย็นลง

หลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชัน: ฟิลเลอร์บางตัว (เช่นฟลักซ์ - สาย cored) รวมถึงฟลักซ์ที่ละลายเพื่อสร้างโล่ป้องกันการปิดกั้นออกซิเจนจากการทำปฏิกิริยากับโลหะหลอมเหลว

6. พวกเขาเปิดใช้งานการซ่อมแซมและรีไซเคิล

โลหะฟิลเลอร์ยืดอายุการใช้งานชิ้นส่วนโลหะที่เสียหายลดของเสียและค่าใช้จ่าย:

แก้ไขรอยแตกและรู: สร้างพื้นที่ที่ชำรุดหรือแตกใหม่ (เช่นบล็อกเครื่องยนต์เหล็กหล่อร้าว, ตัวถังอลูมิเนียมอลูมิเนียมที่เว้าแหว่ง) โดยการเพิ่มฟิลเลอร์เพื่อฟื้นฟูรูปร่างและความแข็งแรง หากไม่มีฟิลเลอร์ชิ้นส่วนเหล่านี้จะต้องเปลี่ยน - ราคาแพงและสิ้นเปลือง

ชิ้นส่วนที่ไม่ได้ผลิต: แก้ไขข้อผิดพลาดเช่น - หลุมเจาะหรือการตัดที่ไม่สม่ำเสมอโดยการเพิ่มฟิลเลอร์เปลี่ยนส่วนประกอบที่มีข้อบกพร่องให้กลายเป็นสิ่งที่ใช้งานได้

repurpose โลหะเก่า: เปิดใช้งานการรีไซเคิลโดยการเข้าร่วมเศษโลหะลงในโครงสร้างใหม่ (เช่นการเปลี่ยนคานเหล็กลงในเฟอร์นิเจอร์) ลดความต้องการวัตถุดิบใหม่

บทสรุป

โลหะฟิลเลอร์เป็นสิ่งจำเป็นเพราะพวกเขาเปลี่ยน "ติดต่อ" เป็น "การเชื่อมต่อ" พวกเขาแก้ปัญหาความท้าทายหลักของการเข้าร่วมโลหะ - ช่องว่างความอ่อนแอความไม่ลงรอยกันและข้อบกพร่อง - ในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพสำหรับความต้องการเฉพาะ ตั้งแต่ตึกระฟ้าไปจนถึงสมาร์ทโฟนโครงสร้างโลหะหรืออุปกรณ์เกือบทุกเครื่องอาศัยโลหะฟิลเลอร์เพื่อให้ทำงานได้อย่างปลอดภัยและซ้ำซาก หากไม่มีพวกเขาการผลิตการก่อสร้างและการซ่อมแซมที่ทันสมัยจะเป็นไปไม่ได้