Alumīnija cauruļu indukcijas cietlodēšana

Lai palielinātu metāla sildīšanas efektivitāti un samazinātu siltuma efektu, Indukcijas cietināšana tiek piedāvāta tehnoloģija. Šīs tehnoloģijas priekšrocības galvenokārt slēpjas precīzā lodētajiem savienojumiem pievadītās apkures atrašanās vietā. Pamatojoties uz skaitliskās simulācijas rezultātiem, pēc tam bija iespējams izveidot parametrus, kas nepieciešami, lai sasniegtu lodēšanas temperatūru vēlamajā laikā. Mērķis bija samazināt šo laiku, lai izvairītos no nevēlamas termiskās ietekmes uz metāliem metalurģiskās savienošanas laikā..Skaitliskās simulācijas rezultāti atklāja, ka strāvas frekvences palielināšana izraisīja maksimālo temperatūru koncentrāciju savienoto metālu virsmas laukumos. Palielinoties strāvai, tika novērots laika samazinājums, kas nepieciešams lodēšanas temperatūras sasniegšanai.

Alumīnija indukcijas lodēšanas priekšrocības salīdzinājumā ar lodlampu vai liesmu

Alumīnija parasto metālu zemā kušanas temperatūra kopā ar izmantoto lodēšanas sakausējumu šauro temperatūras procesa logu ir izaicinājums lodēšanai ar lāpu. Krāsas maiņas trūkums alumīnija karsēšanas laikā nesniedz lodēšanas operatoriem nekādu vizuālu norādi, ka alumīnijs ir sasniedzis pareizo cietlodēšanas temperatūru. Lodēšanas operatori lodēšanas laikā ievieš vairākus mainīgos lielumus. Starp tiem ir lāpas iestatījumi un liesmas veids; attālums no degļa līdz lodētajām daļām; liesmas atrašanās vieta attiecībā pret savienotajām daļām; un vēl.

Iemesli apsvērt iespēju izmantot indukcijas apkures lodējot alumīniju, ietilpst:

  • Ātra, ātra uzsildīšana
  • Kontrolēta, precīza siltuma kontrole
  • Selektīvs (lokalizēts) siltums
  • Ražošanas līniju pielāgošanās un integrācija
  • Uzlabots armatūras kalpošanas laiks un vienkāršība
  • Atkārtojami, uzticami lodēti savienojumi
  • Uzlabota drošība

Veiksmīga alumīnija detaļu indukcijas lodēšana lielā mērā ir atkarīga no projektēšanas indukcijas sildīšanas spoles fokusēt elektromagnētisko siltumenerģiju lodējamajās zonās un vienmērīgi sildīt tās, lai lodēšanas sakausējums izkustu un plūst pareizi. Nepareizi konstruētas indukcijas spoles var izraisīt dažu apgabalu pārkaršanu, bet citās vietās nesaņemt pietiekami daudz siltuma enerģijas, kā rezultātā lodēšanas savienojums var tikt izveidots nepilnīgi.

Tipiskam lodētam alumīnija caurules savienojumam operators uz alumīnija caurules uzstāda alumīnija lodēšanas gredzenu, kas bieži satur plūsmu, un ievieto to citā paplašinātā caurulē vai bloka veidgabalā. Pēc tam detaļas ievieto indukcijas spolē un karsē. Parastā procesā lodēšanas pildvielas metāli kūst un ieplūst savienojuma saskarnē kapilārās darbības dēļ.

Kāpēc alumīnija komponentu lodēšana ar indukcijas lodēšanu salīdzinājumā ar degļu lodēšanu?

Pirmkārt, neliels ieskats mūsdienās izplatītajos alumīnija sakausējumos un savienošanai izmantotajās alumīnija lodēšanas un lodēšanas vietās. Alumīnija detaļu lodēšana ir daudz grūtāka nekā vara detaļu lodēšana. Varš kūst 1980°F (1083°C) temperatūrā un karsējot maina krāsu. Alumīnija sakausējumi, ko bieži izmanto HVAC sistēmās, sāk kust aptuveni 1190 °C (643 °F) temperatūrā un nesniedz nekādas vizuālas norādes, piemēram, krāsas izmaiņas, kad tas uzkarst.

Ļoti precīza temperatūras kontrole ir nepieciešama kā alumīnija kušanas un cietlodēšanas temperatūras atšķirība atkarībā no alumīnija parastā metāla, lodēšanas pildvielas un lodējamo komponentu masas. Piemēram, temperatūras starpība starp divu parasto alumīnija sakausējumu, 3003. sērijas alumīnija un 6061. sērijas alumīnija, cietvielu temperatūru un bieži lietotā BAlSi-4 cietlodēšanas sakausējuma šķidruma temperatūru ir 20 °F — ļoti šaurs temperatūras procesa logs, tāpēc ir nepieciešams. precīza kontrole. Bāzes sakausējumu izvēle ir ārkārtīgi svarīga alumīnija sistēmām, kuras tiek lodētas. Labākā prakse ir lodēšana temperatūrā, kas ir zemāka par sakausējumu cietlodēšanas temperatūru, kas veido kopā lodējamās sastāvdaļas.

AWS A5.8 klasifikācijaNominālais ķīmiskais sastāvsCietie °F (°C)Šķidrums °F(°C)Lodēšanas temperatūra
BAISi-386% Al 10%Si 4%Cu970 (521)1085 (855)1085–1120 °F
BAISI-488% aL 12%Si1070 (577)1080 (582)1080–1120 °F
78 Zn 22%Al826 (441)905 (471)905–950 °F
98% Zn 2%Al715 (379)725 (385)725–765 °F

Jāņem vērā, ka galvaniskā korozija var rasties starp ar cinku bagātām zonām un alumīniju. Kā norādīts galvaniskajā diagrammā 1. attēlā, cinks ir mazāk cēls un mēdz būt anodisks salīdzinājumā ar alumīniju. Jo mazāka ir potenciālu starpība, jo mazāks ir korozijas ātrums. Potenciālā atšķirība starp cinku un alumīniju ir minimāla, salīdzinot ar potenciālu starp alumīniju un varu.

Vēl viena parādība, kad alumīnijs tiek lodēts ar cinka sakausējumu, ir kauliņu veidošanās. Vietējā šūnu vai punktveida korozija var rasties uz jebkura metāla. Alumīnijs parasti ir aizsargāts ar cietu, plānu plēvi, kas veidojas uz virsmas, kad tie tiek pakļauti skābekļa iedarbībai (alumīnija oksīds), bet, kad plūsma noņem šo aizsargājošo oksīda slāni, var rasties alumīnija izšķīšana. Jo ilgāk pildvielas metāls paliek izkusis, jo spēcīgāka ir šķīšana.

Alumīnijs lodēšanas laikā veido stingru oksīda slāni, tāpēc ir svarīgi izmantot kušņu. Alumīnija komponentu kušanu var veikt atsevišķi pirms lodēšanas vai lodēšanas procesā var iekļaut alumīnija sakausējumu, kas satur kušņu. Atkarībā no izmantotās plūsmas veida (kodīgs vai nekodīgs), var būt nepieciešama papildu darbība, ja pēc cietlodēšanas ir jānoņem plūsmas atlikumi. Konsultējieties ar lodēšanas un kušņu ražotāju, lai saņemtu ieteikumus par cietlodēšanas sakausējumu un kušņu, pamatojoties uz savienojamajiem materiāliem un paredzamo cietlodēšanas temperatūru.

 

Alumīnija cauruļu indukcijas cietlodēšana