铝管感应钎焊

为了提高效率并减少金属加热的热效应, 感应钎焊 提出了技术。 该技术的优势主要在于提供给钎焊接头的加热的准确位置。 根据数值模拟的结果,可以设计在所需时间内达到钎焊温度所需的参数。 目的是尽量减少这个时间,以避免在冶金连接过程中对金属产生不希望的热效应.数值模拟的结果表明,增加电流频率会导致连接金属表面区域的最高温度集中。 随着电流的增加,观察到达到钎焊温度所需的时间减少。

铝的感应钎焊与火炬或火焰钎焊的优势

铝基金属的低熔化温度加上所用钎焊合金的窄温度工艺窗口是火炬钎焊时的一个挑战。 加热铝时没有颜色变化不会为钎焊操作员提供任何铝已达到适当钎焊温度的视觉指示。 钎焊操作员在焊炬钎焊时引入了许多变量。 其中包括火炬设置和火焰类型; 从焊炬到被钎焊的零件的距离; 火焰相对于被连接部件的位置; 和更多。

考虑使用的原因 感应加热 钎焊铝时包括:

  • 快速,快速加热
  • 可控、精确的热量控制
  • 选择性(局部)加热
  • 产线适应性和集成度
  • 提高夹具寿命和简单性
  • 可重复、可靠的钎焊接头
  • 提高安全性

铝部件的成功感应钎焊高度依赖于设计 感应加热线圈 将电磁热能集中到要钎焊的区域并均匀加热,使钎焊合金熔化并正常流动。 感应线圈设计不当会导致某些区域过热,而其他区域没有接收到足够的热能,从而导致钎焊不完整。

对于典型的钎焊铝管接头,操作员在铝管上安装一个通常含有助焊剂的铝钎焊环,并将其插入另一个膨胀管或块接头中。 然后将零件放入感应线圈并加热。 在正常工艺中,由于毛细作用,钎料金属熔化并流入接头界面。

为什么感应钎焊与火炬钎焊铝部件?

首先,介绍一下当今流行的常见铝合金以及用于连接的常见铝钎料和焊料的一些背景知识。 钎焊铝部件比钎焊铜部件更具挑战性。 铜在 1980°F (1083°C) 时熔化,并在加热时改变颜色。 HVAC 系统中常用的铝合金在大约 1190°F (643°C) 时开始熔化,并且在加热时不会提供任何视觉提示,例如颜色变化。

需要非常精确的温度控制,因为铝的熔化和钎焊温度的差异取决于铝基金属、钎焊填充金属和要钎焊的部件的质量。 例如,3003 系列铝和 6061 系列铝这两种常见铝合金的固相线温度与常用的 BAlSi-4 钎焊合金的液体温度之间的温差为 20°F,这是一个非常窄的温度工艺窗口,因此需要精确控制。 对于正在钎焊的铝系统,基础合金的选择非常重要。 最佳实践是在低于合金的固相线温度的温度下进行钎焊,这些合金构成被钎焊在一起的部件。

AWS A5.8 分类 标称化学成分 固相线 °F (°C) 液相°F(°C) 钎焊温度
白丝-3 86% 铝 10%硅 4%铜 970(521) 1085(855) 1085~1120°F
白丝4 88% 铝 12%Si 1070(577) 1080(582) 1080~1120°F
78 锌 22%Al 826(441) 905(471) 905~950°F
98% 锌 2% 铝 715(379) 725(385) 725~765°F

应该注意的是,富锌区域和铝之间可能发生电偶腐蚀。 如图 1 中的电流图所示,与铝相比,锌的惰性较低,并且往往是阳极的。 电位差越低,腐蚀速率越低。 与铝和铜之间的电位相比,锌和铝之间的电位差很小。

铝与锌合金钎焊时的另一个现象是点蚀。 任何金属都可能发生局部电池腐蚀或点腐蚀。 铝通常受到一层坚硬的薄膜的保护,当它们暴露于氧气(氧化铝)时,会在表面形成一层坚硬的薄膜,但是当助焊剂去除该保护性氧化物层时,铝可能会发生溶解。 填充金属保持熔融的时间越长,溶解越严重。

铝在钎焊过程中会形成坚韧的氧化层,因此必须使用助焊剂。 钎焊铝部件可以在钎焊之前单独进行,或者可以在钎焊过程中加入含有钎剂的铝钎焊合金。 根据使用的助焊剂类型(腐蚀性与非腐蚀性),如果在钎焊后必须去除助焊剂残留物,则可能需要额外的步骤。 请咨询钎焊和助焊剂制造商,以根据所连接的材料和预期的钎焊温度获得关于钎焊合金和助焊剂的建议。

 

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