Soldadura per inducció de tubs d'alumini

Per augmentar l'eficiència i reduir l'efecte tèrmic de la calefacció del metall, el Soldadura per inducció es proposa tecnologia. L'avantatge d'aquesta tecnologia consisteix principalment en la ubicació exacta de la calefacció subministrada a les unions soldades. A partir dels resultats de la simulació numèrica es van poder dissenyar els paràmetres necessaris per aconseguir temperatures de soldadura en el temps desitjat. L'objectiu era minimitzar aquest temps per evitar un efecte tèrmic no desitjat sobre els metalls durant la unió metal·lúrgica..Els resultats de la simulació numèrica van revelar que l'augment de la freqüència actual va donar lloc a la concentració de temperatures màximes a les àrees superficials dels metalls units. Amb l'augment del corrent, es va observar la reducció del temps necessari per assolir la temperatura de soldadura.

Els avantatges de la soldadura per inducció d'alumini enfront de la soldadura amb torxa o amb flama

La baixa temperatura de fusió dels metalls base d'alumini juntament amb la finestra de procés de temperatura estreta dels aliatges de soldadura que s'utilitzen és un repte a l'hora de soldar amb torxa. La manca de canvi de color mentre s'escalfa l'alumini no proporciona als operadors de soldadura cap indicació visual que l'alumini hagi arribat a la temperatura de soldadura adequada. Els operadors de soldadura forta introdueixen una sèrie de variables en la soldadura amb torxa. Entre aquests inclouen la configuració de la torxa i el tipus de flama; distància des de la torxa fins a les peces que s'estan soldant; ubicació de la flama en relació amb les peces que s'uneixen; i més.

Raons per considerar l'ús escalfament per inducció Quan es solda l'alumini inclou:

  • Escalfament ràpid i ràpid
  • Control de calor controlat i precís
  • Calor selectiva (localitzada).
  • Adaptabilitat i integració de la línia de producció
  • Millora la vida útil i la simplicitat de l'aparell
  • Juntes soldades fiables i repetibles
  • Millora de la seguretat

La soldadura per inducció amb èxit de components d'alumini depèn molt del disseny bobines de calefacció d'inducció enfocar l'energia calorífica electromagnètica a les zones a soldar i escalfar-les de manera uniforme perquè l'aliatge de soldadura es fongui i flueixi correctament. Les bobines d'inducció dissenyades incorrectament poden provocar que algunes zones es sobreescalfin i que altres àrees no rebin prou energia tèrmica, donant lloc a una junta de soldadura incompleta.

Per a una junta típica de tub d'alumini soldat, un operador instal·la un anell de soldadura d'alumini, que sovint conté flux, al tub d'alumini i l'insereix en un altre tub expandit o en un accessori de bloc. A continuació, les peces es col·loquen en una bobina d'inducció i s'escalfen. En un procés normal, els metalls de farciment de soldadura es fonen i flueixen a la interfície de l'articulació a causa de l'acció capil·lar.

Per què la soldadura per inducció i la soldadura amb torxa components d'alumini?

En primer lloc, una petita informació sobre els aliatges d'alumini comuns que predominen avui en dia i la soldadura i les soldadures d'alumini habituals que s'utilitzen per a la unió. Soldar components d'alumini és molt més difícil que soldar components de coure. El coure es fon a 1980 °F (1083 °C) i canvia de color a mesura que s'escalfa. Els aliatges d'alumini que s'utilitzen sovint en sistemes de climatització comencen a fondre a aproximadament 1190 °F (643 °C) i no proporcionen cap senyal visual, com ara canvis de color, a mesura que s'escalfa.

Es requereix un control de temperatura molt precís, ja que la diferència en les temperatures de fusió i soldadura de l'alumini depèn del metall base d'alumini, el metall d'ompliment de la soldadura i la massa dels components a soldar. Per exemple, la diferència de temperatura entre la temperatura de sòlid de dos aliatges d'alumini comuns, l'alumini de la sèrie 3003 i l'alumini de la sèrie 6061, i la temperatura del líquid de l'aliatge de soldadura BAlSi-4 d'ús freqüent és de 20 ° F, una finestra de procés de temperatura molt estreta, per la qual cosa requereix control precís. La selecció d'aliatges de base és extremadament important amb els sistemes d'alumini que s'estan soldant. La millor pràctica és soldar a una temperatura que estigui per sota de la temperatura de sòlid dels aliatges que componen els components que es solden.

Classificació AWS A5.8Composició química nominalSòlid °F (°C)Liquidus °F (°C)Temperatura de soldadura
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

Cal tenir en compte que es pot produir corrosió galvànica entre zones riques en zinc i alumini. Com s'indica al gràfic galvànic de la figura 1, el zinc és menys noble i tendeix a ser anòdic en comparació amb l'alumini. Com menor sigui la diferència de potencial, menor serà la taxa de corrosió. La diferència de potencial entre zinc i alumini és mínima en comparació amb el potencial entre alumini i coure.

Un altre fenomen quan l'alumini es solda amb un aliatge de zinc és la picada. La corrosió local de cèl·lules o picats es pot produir en qualsevol metall. L'alumini està normalment protegit per una pel·lícula dura i fina que es forma a la superfície quan s'exposen a l'oxigen (òxid d'alumini), però quan un flux elimina aquesta capa protectora d'òxid, es pot produir la dissolució de l'alumini. Com més temps roman fos el metall de farciment, més severa serà la dissolució.

L'alumini forma una capa d'òxid dura durant la soldadura, per la qual cosa l'ús de flux és essencial. El flux de components d'alumini es pot fer per separat abans de la soldadura forta o es pot incorporar un aliatge de soldadura d'alumini que conté flux al procés de soldadura. Depenent del tipus de flux utilitzat (corrosiu vs. no corrosiu), pot ser necessari un pas addicional si el residu de flux s'ha d'eliminar després de la soldadura. Consulteu amb un fabricant de soldadura i flux per obtenir recomanacions sobre aliatge i flux de soldadura en funció dels materials que s'uneixen i de les temperatures de soldadura esperades.

 

Soldadura per inducció de tubs d'alumini