ประสานเหนี่ยวนำท่ออลูมิเนียม

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดผลกระทบทางความร้อนจากการให้ความร้อนของโลหะ การชักนำให้เกิดการบัดกรี มีการเสนอเทคโนโลยี ข้อดีของเทคโนโลยีนี้ส่วนใหญ่อยู่ในตำแหน่งที่แน่นอนของความร้อนที่จ่ายให้กับข้อต่อประสาน จากผลของการจำลองเชิงตัวเลข จึงสามารถออกแบบพารามิเตอร์ที่จำเป็นเพื่อให้ได้อุณหภูมิในการประสานในเวลาที่ต้องการ จุดมุ่งหมายคือเพื่อลดเวลานี้เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากความร้อนที่ไม่ต้องการบนโลหะในระหว่างการเชื่อมโลหะ.ผลการจำลองเชิงตัวเลขพบว่าการเพิ่มความถี่ในปัจจุบันส่งผลให้เกิดความเข้มข้นของอุณหภูมิสูงสุดในบริเวณผิวของโลหะที่ต่อเชื่อม ด้วยกระแสที่เพิ่มขึ้น สังเกตการลดเวลาที่ต้องใช้เพื่อให้ได้อุณหภูมิประสาน

ข้อดีของการประสานอะลูมิเนียมกับหัวเชื่อมหรือการประสานด้วยเปลวไฟ

อุณหภูมิหลอมเหลวต่ำของโลหะฐานอะลูมิเนียมควบคู่ไปกับกระบวนการที่มีอุณหภูมิแคบของโลหะผสมประสานที่ใช้เป็นสิ่งที่ท้าทายเมื่อทำการประสานด้วยหัวเชื่อม การไม่เปลี่ยนสีในขณะที่ให้ความร้อนอะลูมิเนียมไม่ได้แสดงให้ผู้ควบคุมการเชื่อมโลหะเห็นว่าอลูมิเนียมมีอุณหภูมิในการประสานที่เหมาะสมแล้ว ตัวดำเนินการ Braze จะแนะนำตัวแปรจำนวนหนึ่งเมื่อทำการประสานคบเพลิง สิ่งเหล่านี้รวมถึงการตั้งค่าคบเพลิงและประเภทเปลวไฟ ระยะห่างจากคบเพลิงถึงชิ้นส่วนที่เชื่อมประสาน ตำแหน่งของเปลวไฟที่สัมพันธ์กับชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อ และอื่น ๆ.

เหตุผลที่ควรพิจารณาใช้ ความร้อนเหนี่ยวนำ ในการประสานอลูมิเนียม ได้แก่ :

  • ร้อนเร็วทันใจ
  • ควบคุมความร้อนได้อย่างแม่นยำ
  • ความร้อนที่เลือก (เฉพาะ)
  • การปรับตัวและการรวมสายการผลิต
  • ปรับปรุงอายุการใช้งานและความเรียบง่าย
  • ข้อต่อประสานที่ทำซ้ำได้และเชื่อถือได้
  • ปรับปรุงความปลอดภัย

การบัดกรีแข็งแบบเหนี่ยวนำที่ประสบความสำเร็จของส่วนประกอบอะลูมิเนียมนั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบเป็นอย่างมาก ขดลวดความร้อนเหนี่ยวนำ เพื่อเน้นพลังงานความร้อนแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังพื้นที่ที่จะประสานและให้ความร้อนอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้โลหะผสมประสานละลายและไหลอย่างเหมาะสม ขดลวดเหนี่ยวนำที่ออกแบบอย่างไม่เหมาะสมอาจส่งผลให้บางพื้นที่ร้อนเกินไป และพื้นที่อื่นๆ ไม่ได้รับพลังงานความร้อนเพียงพอส่งผลให้เกิดข้อต่อประสานที่ไม่สมบูรณ์

สำหรับข้อต่อท่ออะลูมิเนียมแบบบัดกรีทั่วไป ผู้ปฏิบัติงานจะติดตั้งวงแหวนอะลูมิเนียมบัดกรี ซึ่งมักจะมีฟลักซ์บนท่ออะลูมิเนียม และสอดเข้าไปในท่อขยายอื่นหรือข้อต่อแบบบล็อก จากนั้นนำชิ้นส่วนไปใส่ในขดลวดเหนี่ยวนำและให้ความร้อน ในกระบวนการปกติ โลหะเติมประสานจะหลอมเหลวและไหลเข้าสู่ส่วนต่อประสานเนื่องจากการกระทำของเส้นเลือดฝอย

ทำไมการประสานแบบเหนี่ยวนำกับส่วนประกอบอลูมิเนียมประสานคบเพลิง?

ประการแรก ข้อมูลพื้นฐานเล็กน้อยเกี่ยวกับโลหะผสมอะลูมิเนียมทั่วไปที่แพร่หลายในปัจจุบัน และตัวเชื่อมอะลูมิเนียมทั่วไปและตัวบัดกรีที่ใช้สำหรับการต่อเชื่อม ส่วนประกอบอะลูมิเนียมที่ประสานเข้าด้วยกันนั้นมีความท้าทายมากกว่าการประสานส่วนประกอบที่เป็นทองแดง ทองแดงละลายที่ 1980°F (1083°C) และจะเปลี่ยนสีเมื่อถูกความร้อน อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มักใช้ในระบบ HVAC เริ่มละลายที่อุณหภูมิประมาณ 1190 องศาฟาเรนไฮต์ (643 องศาเซลเซียส) และไม่ให้สัญญาณภาพใดๆ เช่น การเปลี่ยนสี เนื่องจากความร้อน

จำเป็นต้องมีการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำมาก เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิหลอมเหลวและอุณหภูมิในการประสานของอะลูมิเนียม ขึ้นอยู่กับโลหะฐานอะลูมิเนียม โลหะตัวเติมประสาน และมวลของส่วนประกอบที่จะประสาน ตัวอย่างเช่น ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอุณหภูมิโซลิดัสของโลหะผสมอะลูมิเนียมทั่วไปสองชนิด อะลูมิเนียมซีรีส์ 3003 และอะลูมิเนียมซีรีส์ 6061 และอุณหภูมิของของเหลวของโลหะผสมประสาน BAlSi-4 ที่ใช้บ่อยคือ 20°F ซึ่งเป็นหน้าต่างกระบวนการอุณหภูมิที่แคบมาก จึงจำเป็น การควบคุมที่แม่นยำ การเลือกโลหะผสมพื้นฐานมีความสำคัญอย่างยิ่งกับระบบอะลูมิเนียมที่มีการประสาน แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดคือการประสานที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิโซลิดัสของโลหะผสม ประกอบเป็นส่วนประกอบที่ประสานเข้าด้วยกัน

การจัดประเภท AWS A5.8 องค์ประกอบทางเคมีที่กำหนด โซลิดัส °F (°C) ลิควิดัส °F(°C) อุณหภูมิประสาน
ไบซิ-3 86% อัล 10% Si 4% Cu 970 (521) 1085 (855) 1085~1120 °ฟ
ไบซิ-4 88% อัลแอล 12% Si 1070 (577) 1080 (582) 1080~1120 °ฟ
78 สังกะสี 22% อัล 826 (441) 905 (471) 905~950 °ฟ
98% สังกะสี 2% อัล 715 (379) 725 (385) 725~765 °ฟ

ควรสังเกตว่าการกัดกร่อนของกัลวานิกสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างบริเวณที่อุดมด้วยสังกะสีและอะลูมิเนียม ดังที่ระบุไว้ในแผนภูมิกัลวานิกในรูปที่ 1 สังกะสีมีค่าน้อยกว่าและมีแนวโน้มที่จะเป็นขั้วบวกเมื่อเทียบกับอะลูมิเนียม ยิ่งความต่างศักย์ต่ำเท่าใด อัตราการกัดกร่อนก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น ความต่างศักย์ระหว่างสังกะสีกับอะลูมิเนียมมีน้อยเมื่อเทียบกับศักยภาพระหว่างอะลูมิเนียมกับทองแดง

ปรากฏการณ์อีกประการหนึ่งเมื่ออะลูมิเนียมเชื่อมประสานกับโลหะผสมสังกะสีคือรูพรุน การกัดกร่อนภายในเซลล์หรือรูพรุนสามารถเกิดขึ้นได้กับโลหะทุกชนิด โดยปกติอะลูมิเนียมจะได้รับการปกป้องโดยแผ่นฟิล์มบางที่แข็งซึ่งก่อตัวขึ้นที่พื้นผิวเมื่อสัมผัสกับออกซิเจน (อะลูมิเนียมออกไซด์) แต่เมื่อฟลักซ์ขจัดชั้นออกไซด์ที่ป้องกันออก อะลูมิเนียมสามารถละลายได้ ยิ่งโลหะหลอมเหลวยังคงหลอมเหลวนานเท่าใด การละลายก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น

อะลูมิเนียมทำให้เกิดชั้นออกไซด์ที่เหนียวในระหว่างการประสาน ดังนั้นการใช้ฟลักซ์จึงเป็นสิ่งจำเป็น ส่วนประกอบอลูมิเนียมฟลักซ์สามารถทำแยกกันได้ก่อนที่จะทำการประสานหรือโลหะผสมอลูมิเนียมประสานที่มีฟลักซ์สามารถรวมเข้ากับกระบวนการประสานได้ ขึ้นอยู่กับชนิดของฟลักซ์ที่ใช้ (กัดกร่อนกับไม่กัดกร่อน) อาจจำเป็นต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติมหากต้องกำจัดฟลักซ์ที่เหลือหลังจากการประสาน ปรึกษากับผู้ผลิตทองเหลืองและฟลักซ์เพื่อรับคำแนะนำเกี่ยวกับการประสานโลหะผสมและฟลักซ์ตามวัสดุที่เชื่อมต่อและอุณหภูมิในการประสานที่คาดหวัง

 

ประสานเหนี่ยวนำท่ออลูมิเนียม