การบัดกรีและการประสาน: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

งานหลักของช่างเชื่อมคือการต่อชิ้นส่วนโดยใช้เครื่องมือที่สร้างความร้อนสูง นี่อาจดูเหมือนเป็นแนวคิดง่ายๆ แต่เต็มไปด้วยวิธีการและเทคนิคต่างๆ

ช่างเชื่อมจะประสาน เชื่อม หรือบัดกรีวัสดุทั้งสองเพื่อเชื่อมชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน  

กระบวนการทั้งหมดที่กล่าวมาใช้ความร้อน การบัดกรี การประสาน และการเชื่อมแต่ละอย่างเหมาะสมกับโลหะประเภทต่างๆ และการใช้งาน และประกอบด้วยอุปกรณ์ เกียร์ และทักษะที่แตกต่างกัน

ในบทความนี้ จุดมุ่งหมายหลักคือการสร้างความแตกต่าง การประสาน และการประสาน 

ประเด็นที่สำคัญ

1. การบัดกรีเกี่ยวข้องกับการเชื่อมโลหะโดยใช้วัสดุตัวเติมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า 840°F (450°C) ในขณะที่การบัดกรีจะใช้ตัวเติมที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่า 840°F (450°C)
2. การบัดกรีทำให้เกิดข้อต่อที่อ่อนแอกว่าการบัดกรีแข็ง แต่เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนและการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า
3. การบัดกรีแข็งจะสร้างข้อต่อที่แข็งแรงและทนทานมากขึ้น และเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่รับน้ำหนักและการเชื่อมโลหะที่ไม่เหมือนกัน

การบัดกรีและการประสาน 

กระบวนการบัดกรีช่วยในการเชื่อมโลหะโดยการหลอมโลหะตัวเติมเข้าไปในรอยต่อเพื่อสร้างพันธะถาวรที่แข็งแรง อาจไม่มีหรือมีแรงดึงดูดของเส้นเลือดฝอย

การบัดกรีและ ประสาน ต่างกันที่อุณหภูมิหลอมละลาย การบัดกรีใช้อุณหภูมิที่ต่ำกว่าและใช้สำหรับวัสดุที่บางกว่า ในขณะที่การบัดกรีต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่าและใช้สำหรับวัสดุที่หนากว่า การบัดกรียังใช้วัสดุตัวเติมที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าการบัดกรี

ช่วยให้สามารถบัดกรีโลหะที่มีลักษณะเฉพาะได้ ซึ่งประกอบด้วยทองเหลือง ทองแดง และทองคำ ฟลักซ์ถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงและเสริมสร้างคุณสมบัติเชิงกล 

การบัดกรีแข็งใช้ชิ้นส่วนที่แนบสนิทกว่ามากและอุณหภูมิที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการบัดกรี ด้วยความช่วยเหลือของ capillary action โลหะฟิลเลอร์จะไหลเข้าสู่ช่องว่างที่เหลือระหว่างชิ้นส่วนที่แนบสนิท

ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือความสามารถในการเชื่อมโลหะต่างชนิดกันหรือชนิดเดียวกันด้วยความแข็งแรงที่พอเหมาะ 

ตารางเปรียบเทียบ

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	การประสาน	ประสาน
อุณหภูมิของกระบวนการ	ประมาณ 400 องศาเซลเซียส	450 องศาเซลเซียส
ฟิลเลอร์โลหะ	ดีบุก 60:40: โลหะผสมตะกั่ว	โลหะผสมทองเหลือง
ข้อต่อ	อ่อนแอกว่าข้อต่อประสาน	สร้างข้อต่อที่แข็งแรงขึ้น
การอุ่นโลหะฐาน	ไม่จำเป็นต้องใช้	จำเป็นมากที่สุด
ทนต่อการกัดกร่อน	อย่าต่อต้านในระดับหนึ่ง	ต้านทานการกัดกร่อน

การบัดกรีคืออะไร? 

ต้นกำเนิดของการใช้หลักฐานการบัดกรีมีประวัติย้อนกลับไปเมื่อ 5,000 ปีที่แล้วโดยเฉพาะในเมโสโปเตเมีย ในอดีต การบัดกรีถูกนำมาใช้ในการปรุงอาหารและเครื่องครัว เครื่องประดับ การประกอบกระจกสี และการใช้งานอื่นๆ

ซึ่งแตกต่างจากการเชื่อม กระบวนการนี้ไม่ได้ประกอบด้วยการหลอมละลายของชิ้นงาน  

ในอดีตทหารเกือบทั้งหมดมีตะกั่ว แต่ความกังวลด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อมได้กำหนดให้โลหะผสมไร้สารตะกั่วมากขึ้นเพื่อใช้สำหรับวัตถุประสงค์ด้านประปาและอิเล็กทรอนิกส์

ความสามารถในการบัดกรีของวัสดุพิมพ์เป็นตัวชี้วัดที่สามารถผลิตข้อต่อบัดกรีกับวัสดุนั้นได้ 

โลหะบางชนิด เช่น ทอง ทองแดง และเงิน บัดกรีได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับโลหะชนิดอื่น อ่อน, นิกเกิล, เหล็กและเหล็กอยู่ในความยากลำบากต่อไป

เนื่องจากเหล็กกล้าไร้สนิมบาง อลูมิเนียมอัลลอยด์และฟิล์มออกไซด์ที่เข้มข้นจึงบัดกรีได้ยากยิ่งขึ้น  

เครื่องมือบัดกรีชนิดพิเศษที่ผลิตขึ้นเพื่อการใช้งานเฉพาะ ความร้อนที่ต้องการอาจเกิดจากองค์ประกอบที่ทำงานด้วยไฟฟ้าหรือจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง

ในการบัดกรีด้วยมือ จะใช้หัวแร้งไฟฟ้า 

การประสานคืออะไร? 

การประสานต้องใช้ระยะห่างระหว่างรอยต่อเล็กน้อยเพื่อให้การทำงานของเส้นเลือดฝอยดึงโลหะของฟิลเลอร์ออกมา ส่วนใหญ่จะเข้าสู่ข้อต่อเมื่อชิ้นส่วนถึงอุณหภูมิเฟสที่เหมาะสม

ฟลักซ์ในการประสานช่วยขจัดการก่อตัวของออกไซด์อันเป็นผลมาจากความร้อนของชิ้นส่วน  

การประสานอาจก่อให้เกิดการสัมผัสกับควันของสารเคมีอันตราย ในสหรัฐอเมริกา NIOSH แนะนำให้ควบคุมการสัมผัสกับควันเหล่านี้เป็นหลักให้อยู่ในระดับที่ต่ำกว่าขีดจำกัดการสัมผัสที่อนุญาต

สำหรับการบัดกรีให้สำเร็จ มีวิธีการให้ความร้อนหลายวิธี  

วิธีการให้ความร้อนแบบบัดกรีที่พบบ่อยที่สุดได้แก่ การเชื่อมแบบเบรซ การบัดกรีด้วยคบเพลิง เตาหลอมโลหะ การประสาน การประสานแบบจุ่ม การประสานแบบเหนี่ยวนำ การประสานแบบอินฟราเรด การประสานแบบต้านทาน การประสานแบบครอบคลุม เลเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ และการประสานลำแสง

วิธีการเหล่านี้แบ่งตามเทคนิคการให้ความร้อนแบบกระจายและแบบเฉพาะที่

บางวลีมาในรูปแบบพระฉายาลักษณ์ ฟอยล์เคลือบด้วยโลหะหุ้มพาหะ พร้อมด้วยชั้นของ Braze ในแต่ละด้าน ทองแดงเป็นโลหะที่อยู่ตรงกลาง: สำหรับโลหะผสม

บทบาทหลักคือการทำหน้าที่เป็นพาหะในการดูดซับความเครียดเชิงกล กลุ่มที่แตกต่างกันหลายกลุ่มเกิดจากโลหะผสมประสาน โลหะผสมที่อยู่ในกลุ่มเดียวกันมีการใช้งานและคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกัน

สิ่งเหล่านี้ประกอบด้วย Ag-Cu, Cu-Zn, โลหะบริสุทธิ์, Ni, Co และอื่น ๆ อีกมากมาย

ความแตกต่างหลักระหว่างการบัดกรีและการประสาน 

1. การบัดกรีทำได้เฉพาะในโลหะแผ่นและโลหะบางเท่านั้น ในทางกลับกัน การบัดกรีแข็งเหมาะสำหรับโลหะต่างชนิดหรือใกล้เคียงกันและชิ้นส่วนโลหะที่หนากว่า  
2. ข้อดีของการบัดกรีคือความผิดเพี้ยนของความร้อนน้อยที่สุด กำลังไฟฟ้าเข้าที่ต่ำกว่า และไม่จำเป็นต้องใช้กระบวนการบำบัดความร้อนภายหลังการประมวลผล ในทางตรงกันข้าม อุณหภูมิในการประมวลผลที่ต่ำลง การต่อวัสดุฐานที่ไม่เหมือนกัน การสร้างข้อต่อที่แข็งแรงขึ้น และความเค้นตกค้างที่น้อยที่สุดในข้อต่อคือข้อดีของการบัดกรีแข็ง  
3. เมื่อพูดถึงข้อเสีย ฟลักซ์อาจมีส่วนประกอบที่เป็นพิษและทำให้เกิดข้อต่อที่ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง ในทางตรงข้าม ข้อเสียของการประสานคือการไม่สามารถเชื่อมชิ้นส่วนขนาดใหญ่และผลิตข้อต่อที่มีความแข็งแรงต่ำ  
4. ในแง่ของความแข็งแรงในการประกอบ การบัดกรีเป็นกระบวนการที่นุ่มนวลกว่าสำหรับการต่อโลหะโดยที่ชิ้นส่วนโลหะไม่ได้ยึดแน่น ในทางกลับกัน การประสานจะทำให้เกิดความแน่นระหว่างชิ้นส่วนโลหะที่เชื่อมต่อกัน 
5. ส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์เพื่อสร้างการเชื่อมต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ กระบวนการบัดกรีเข้ามามีบทบาท ใช้ในการซ่อมแซมเครื่องยนต์ งานศิลปะ และงานฝีมือ งานประปา งานโลหะ ตั้งแต่งานแวบวับไปจนถึงเครื่องประดับ ในขณะเดียวกันการบัดกรีก็ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ นอกจากนี้ยังรวมองค์ประกอบต่างๆ เข้าด้วยกัน ยกเว้นแมกนีเซียมและอลูมิเนียม 

อ้างอิง  

1. https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=cQ6khQScBF4C&oi=fnd&pg=PR7&dq=soldering&ots=TGk77JoKze&sig=ixkKpE0bCahiR2I2ly_uXSCGKN4
2. https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=XSGaKuYQLjIC&oi=fnd&pg=PR6&dq=brazing&ots=9dnirSWrIP&sig=1d2i808AJIxmtoERU3Atapfcbf4

อัพเดตล่าสุด : 15 กรกฎาคม 2023