La soldadura de fusió (denominada soldadura de fusió) és un procés que utilitza energia tèrmica (com l’energia elèctrica, l’energia química, etc.) per escalfar i fondre dues peces metàl·liques separades i connectar -les estretament i de manera segura en un tot a través de la combinació i la difusió d’àtoms o molècules.
La soldadura de fusió és essencialment similar a la fosa d’acer, aconseguint el seu procés mitjançant etapes de fusió i cristal·lització. Tot i això, des del punt de vista tècnic, són molt diferents. Les característiques dels processos de soldadura són les següents:
1. La font de calor és mòbil
Durant la soldadura, la font de calor (com un arc elèctric, flama de gas, etc.) es mou al llarg de l’articulació en una determinada direcció d’un extrem a l’altre en un patró regular. A causa de la inestabilitat de la font de calor en moviment i la variabilitat dels paràmetres de soldadura, el control de la temperatura a la piscina fos i la garantia de la qualitat de la soldadura són més difícils.
2. La font de calor és alta de temperatura i es concentra
La font de calor es comprimeix en un volum molt reduït a causa del seu propi (com el diàmetre de la vareta de soldadura) o els factors externs, i la temperatura corresponent també és molt alta. Per exemple, la temperatura de la flama de la soldadura de gas és d’uns 3000K; La temperatura de la columna Arc de la soldadura elèctrica és aproximadament 5000-8000 k; La temperatura de la columna de l’arc de la soldadura de gas inerta de tungstè és tan alta com més de 10000k.
3. El volum de metall escalfat és petit
Durant la soldadura, la font de calor només actua en una part local de la peça de metall global i la zona escalfada és molt petita. La mida de la piscina fos està determinada per l’àrea transversal del material de soldadura i la font de calor, generalment només 2-10 centímetres cúbics.
4. El temps de fusió i solidificació és curt
Durant la soldadura, el temps perquè cada punt de soldadura es fongui i es refredi i es solidifiqui és molt curt, normalment es mesura en minuts o segons.
5. Gradient d’alta temperatura
Sota l’acció de la font de calor, un punt sobre el metall soldat es fon i, més lluny de la font de calor, més baixa és la temperatura del metall. Aquesta diferència de temperatura s’anomena gradient de temperatura. La mida del gradient de temperatura està relacionada amb el gruix de la peça soldada, l’energia de la línia de soldadura i la conductivitat tèrmica del metall. Com més gruixuda sigui la peça de soldadura, més gran l’energia de la línia i pitjor és la conductivitat tèrmica, més gran es formarà el gradient de temperatura.
6. Reaccions químiques desequilibrades
Durant el procés de soldadura, a causa del curt temps de fusió i solidificació del metall fos, les reaccions químiques entre metall, gas i escòria no s’han procedit completament abans de la solidificació. El gas i l'escòria de la soldadura no tenen temps per escapar i romandre a la soldadura com a defectes com els porus i les inclusions de l'escòria. Al mateix temps, alguns elements químics també es solucionen abans que es puguin distribuir uniformement, donant lloc a la segregació.
7. Canvis en la composició química i la microestructura
La piscina de metall fos i les gotes del material de soldadura entren en contacte amb l’aire que l’envolta, i l’evaporació i la descomposició de l’oli, l’oxidació i la pintura a la superfície metàl·lica, així com amb ambients humits, pot deixar gasos nocius com l’oxigen, el nitrogen i l’hidrogen a la soldadura, formant diverses defectes. Al mateix temps, la composició química del metall es crema greument o pateix la migració i la difusió a temperatures elevades, provocant desnivells en la composició química.
Sota l’acció de la font de calor, la microestructura del metall també canvia. Per exemple, és un exemple una estructura de colada típica i gruixuda. Com que la velocitat de solidificació del metall és molt ràpida, les soldadures amb una alta tendència a endurir poden formar fàcilment estructures martensítiques.
8. Canvis en la microestructura del metall base
El metall base a prop de la piscina fos, que no es fon, experimentarà un canvi en la seva estructura a causa de la calor, i aquesta part s’anomena zona afectada per la calor. Per a l’acer al carboni, aquesta zona conté inevitablement estructures sobreescalfades (com ara l’estructura de Widmanstätten). Per a l'acer d'aliatge, és fàcil formar estructures d'enduriment.
Es pot veure que, tot i que la soldadura de fusió té certs avantatges, a causa de les característiques tècniques esmentades anteriorment, aporta una sèrie de dificultats al procés de soldadura. Per tant, cal actualitzar i millorar dels aspectes dels equips, els materials de soldadura i la tecnologia de processos per obtenir soldadures excel·lents.
Conclusió
La soldadura de fusió és un procés crític en diverses indústries, que utilitza energia tèrmica per fondre i unir -se als metalls. Es caracteritza per una font de calor mòbil, temperatures elevades, petits volums escalfats i temps de fusió curts, que condueixen a reptes en el control de qualitat. Malgrat aquestes, la soldadura de fusió s’utilitza àmpliament en indústries aeroespacials, automoció, potència, construcció naval, construcció i pesades indústries per la seva força i versatilitat. També és essencial per unir -se a metalls diferents i en l'electrònica i la fabricació militar. A mesura que avança la tecnologia, la soldadura de fusió es fa més eficient i respectuosa amb el medi ambient, ampliant les seves aplicacions en la producció moderna.