电脑辅助感应铝钎焊

电脑辅助感应铝钎焊

感应铝钎焊 在行业中变得越来越普遍。 一个典型的例子是将各种管道钎焊到汽车热交换器主体上。 这 感应加热线圈 这种过程广泛使用的是非环绕过程,可以称为“马蹄-形”样式。 对于这些线圈,磁场和产生的涡流分布本质上本质上是3维的。 在这些应用中,联合质量和零件之间结果的一致性存在问题。 为了解决大型汽车制造商的此类问题,Flux3D计算机仿真程序用于过程研究和优化。 优化包括更改感应线圈和磁通量控制器配置。 新的感应线圈已在实验室进行了实验验证,并在多个生产地点生产了具有更高质量接头的零件。

每辆汽车需要几个不同的热交换器(加热器芯,蒸发器,冷凝器,散热器等)来进行动力总成冷却,空调,油冷却等。当今,绝大多数乘用车热交换器都是由铝或铝合金制成的。 即使同一发动机用于多种汽车型号,由于引擎盖下的布局不同,连接也会有所不同。 因此,零件制造商的标准做法是制造几个基本的热交换器主体,然后在二次操作中连接不同的连接器。

换热器主体通常由铝翅片,管子和集管在炉中钎焊在一起组成。 钎焊后,通过将尼龙罐或最常见的不同铝管与连接块连接起来,为给定的汽车模型定制热交换器。 这些管道通过MIG焊接,火焰或感应钎焊连接。 在钎焊的情况下,由于铝的熔化和钎焊温度差异很小(20-50 C,取决于合金,填充金属和气氛),铝的热导率高且与其他金属的距离短,因此需要非常精确的温度控制关节在上一次手术中被钎焊。

感应加热 是将各种管道钎焊到热交换器集管的常用方法。 图1是 感应钎焊 用于将管子钎焊到热交换器集管上的管子的装置。 由于需要精确加热,因此感应线圈的表面必须非常靠近要钎焊的接头。 因此,不能使用简单的圆柱形线圈,因为在钎焊接头后无法将其移除。

钎焊这些接头有两种主要的感应线圈样式:“翻盖式”和“马蹄形发夹式”感应器。 “翻盖式”电感器与圆柱形电感器相似,但是它们打开后可以取出零件。 “马蹄形发夹”电感器的形状类似于马蹄形,用于加载零件,并且基本上是在接头相对侧的两个发夹形线圈。

使用“翻盖式”电感器的优势在于,加热在圆周上更加均匀并且相对容易预测。 “翻盖式”电感器的缺点是所需的机械系统更加复杂,并且高电流触点相对不可靠。

与“翻盖”相比,“马蹄形”电感器产生更复杂的3-D热图。 “马蹄形发夹”式电感器的优点是简化了零件处理。

感应铝钎焊

计算机仿真可优化钎焊

一家大型热交换器制造商在使用马蹄形发夹式电感器焊接图1所示的接头时遇到质量问题。 钎焊接头对大多数零件都有利,但某些零件的加热方式会完全不同,从而导致接头深度不足,冷接头和填充金属因局部过热而流到管壁上。 即使对每个热交换器进行了泄漏测试,在使用中该连接处仍有一些零件泄漏。 与感应技术中心有限公司签约以分析和解决问题。

用于该作业的电源的频率为10至25 kHz,额定功率为60 kW。 在钎焊过程中,操作员将填充金属环安装在管端并将管插入管内。 将热交换器放在特殊的钻机上,然后在马蹄形感应器内移动。

整个钎焊区域已预焊。 用于加热零件的频率通常为12至15 kHz,加热时间约为20秒。 在加热周期结束时通过线性降低对功率水平进行编程。 当接头背面的温度达到预设值时,光学高温计会关闭电源。

有许多因素可能导致制造商遇到不一致的情况,例如接头组件的变化(尺寸和位置)以及管,管,加注环之间的不稳定的和可变的(及时的)电接触和热接触。某些现象它们本质上是不稳定的,这些因素的微小变化会导致不同的过程动态。 例如,打开的填充金属环可以在电磁力的作用下部分退绕,并且环的自由端可能被毛细作用力吸回或保持未熔化。 噪声因素很难减少或消除,要解决该问题,就必须提高整个过程的鲁棒性。 计算机仿真是分析和优化过程的有效工具。

在评估钎焊过程中,观察到强大的电动势。 在接通电源的瞬间,由于突然施加电动势,马蹄形线圈显然会膨胀。 因此,使电感器在机械上更坚固,包括合并一个连接两个发夹式线圈根部的附加玻璃纤维(G10)板。 存在的另一种电动势证明是熔融的填充金属从磁场强度较大的靠近铜匝的区域移开。 在正常过程中,由于毛细作用力和重力作用,填充金属在接头周围均匀分布,而异常过程中,填充金属可能从接头中流出或沿管道表面向上移动。

计划 感应铝钎焊 这是一个非常复杂的过程,因此无法期望对相互耦合的现象(电磁,热,机械,流体动力学和冶金学)的整个链进行精确的模拟。 最重要且可控制的过程是电磁热源的生成,使用Flux 3D程序对其进行了分析。 由于感应钎焊工艺的复杂性,将计算机模拟和实验相结合用于工艺设计和优化。

 

电磁炉辅助铝加工