Lipire prin inducție a tuburilor din aluminiu

Pentru a crește eficiența și pentru a reduce efectul termic al încălzirii metalice, Brazare prin inducție se propune tehnologia. Avantajul acestei tehnologii constă în principal în locația exactă a încălzirii furnizate îmbinărilor lipite. Pe baza rezultatelor simulării numerice a fost apoi posibilă proiectarea parametrilor necesari pentru atingerea temperaturilor de lipire în timpul dorit. Scopul a fost de a minimiza acest timp pentru a evita un efect termic nedorit asupra metalelor în timpul îmbinării metalurgice.Rezultatele simulării numerice au arătat că creșterea frecvenței curente a dus la concentrarea temperaturilor maxime în suprafețele metalelor îmbinate. Odată cu creșterea curentului, s-a observat reducerea timpului necesar pentru atingerea temperaturii de lipire.

Avantajele lipirii prin inducție a aluminiului față de brazarea cu pistol sau cu flacără

Temperatura scăzută de topire a metalelor de bază din aluminiu cuplată cu fereastra îngustă a procesului de temperatură a aliajelor de lipire utilizate este o provocare atunci când lipirea cu torță. Lipsa schimbării culorii în timpul încălzirii aluminiului nu oferă operatorilor de lipire nicio indicație vizuală că aluminiul a atins temperatura de lipire adecvată. Operatorii de lipire introduc o serie de variabile la lipirea cu pistolul. Printre acestea se numără setările torței și tipul de flacără; distanța de la torță la piesele care sunt brazate; locația flăcării în raport cu piesele care se îmbină; și altele.

Motive pentru a lua în considerare utilizarea inducție de încălzire la lipirea aluminiului includ:

  • Încălzire rapidă, rapidă
  • Control controlat, precis al căldurii
  • Căldura selectivă (localizată).
  • Adaptabilitatea și integrarea liniei de producție
  • Durată de viață îmbunătățită și simplitate
  • Îmbinări lipite repetabile, fiabile
  • Siguranță îmbunătățită

Lipirea cu succes prin inducție a componentelor din aluminiu depinde în mare măsură de proiectare inductoare de încălzire să focalizeze energia termică electromagnetică în zonele care urmează a fi lipite și să le încălzească uniform astfel încât aliajul de brazare să se topească și să curgă corespunzător. Bobinele de inducție proiectate necorespunzător pot duce la supraîncălzirea unor zone, iar alte zone să nu primească suficientă energie termică, rezultând o îmbinare de brazare incompletă.

Pentru o îmbinare tipică a tubului din aluminiu lipit, un operator instalează un inel de lipire din aluminiu, care conține adesea flux, pe tubul de aluminiu și îl introduce într-un alt tub expandat sau într-un fiting bloc. Piesele sunt apoi plasate într-o bobină de inducție și încălzite. Într-un proces normal, metalele de umplutură de brazare se topesc și curg în interfața îmbinării datorită acțiunii capilare.

De ce lipirea prin inducție vs. componentele din aluminiu cu lipirea cu torță?

În primul rând, un mic context despre aliajele obișnuite de aluminiu răspândite astăzi și despre lipirea și lipiturile comune din aluminiu utilizate pentru îmbinare. Lipirea componentelor din aluminiu este mult mai dificilă decât lipirea componentelor din cupru. Cuprul se topește la 1980 ° F (1083 ° C) și își schimbă culoarea pe măsură ce este încălzit. Aliajele de aluminiu folosite adesea în sistemele HVAC încep să se topească la aproximativ 1190°F (643°C) și nu oferă niciun indiciu vizual, cum ar fi schimbările de culoare, pe măsură ce se încălzește.

Este necesar un control foarte precis al temperaturii, deoarece diferența dintre temperaturile de topire și lipire pentru aluminiu, depinde de metalul de bază al aluminiului, metalul de umplutură pentru lipire și masa componentelor care urmează să fie lipite. De exemplu, diferența de temperatură între temperatura solidus a două aliaje comune de aluminiu, aluminiu din seria 3003 și aluminiu din seria 6061, și temperatura lichidului din aliajul de brazare BAlSi-4 utilizat frecvent este de 20°F - o fereastră de proces de temperatură foarte îngustă, necesitând astfel control precis. Alegerea aliajelor de bază este extrem de importantă în cazul sistemelor de aluminiu care sunt brazate. Cea mai bună practică este de a lipi la o temperatură care este sub temperatura de solidus a aliajelor care compun componentele care sunt lipite împreună.

Clasificare AWS A5.8Compoziția chimică nominalăSolidus °F (°C)Liquidus °F(°C)Temperatura de lipire
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

Trebuie remarcat faptul că coroziunea galvanică poate apărea între zonele bogate în zinc și aluminiu. După cum se arată în diagrama galvanică din Figura 1, zincul este mai puțin nobil și tinde să fie anodic în comparație cu aluminiul. Cu cât diferența de potențial este mai mică, cu atât rata de coroziune este mai mică. Diferența de potențial dintre zinc și aluminiu este minimă în comparație cu potențialul dintre aluminiu și cupru.

Un alt fenomen atunci când aluminiul este lipit cu un aliaj de zinc este pitting. Coroziunea locală a celulelor sau a pittingurilor poate apărea pe orice metal. Aluminiul este în mod normal protejat de o peliculă dură și subțire care se formează la suprafață atunci când sunt expuși la oxigen (oxid de aluminiu), dar atunci când un flux îndepărtează acest strat protector de oxid, poate avea loc dizolvarea aluminiului. Cu cât metalul de umplutură rămâne topit mai mult, cu atât dizolvarea este mai gravă.

Aluminiul formează un strat dur de oxid în timpul lipirii, astfel încât utilizarea fluxului este esențială. Fluxarea componentelor din aluminiu poate fi făcută separat înainte de lipire sau un aliaj de lipire de aluminiu care conține flux poate fi încorporat în procesul de lipire. În funcție de tipul de flux utilizat (coroziv versus necoroziv), poate fi necesară o etapă suplimentară dacă reziduul de flux trebuie îndepărtat după lipire. Consultați-vă cu un producător de lipire și flux pentru a obține recomandări cu privire la aliajul de lipire și fluxul pe baza materialelor care se îmbină și a temperaturilor de lipire așteptate.

 

Lipire prin inducție a tuburilor din aluminiu