Aluminiumsrør induktionslodning

For at øge effektiviteten og reducere den termiske effekt af metalopvarmning, Induktion lodning teknologi foreslås. Fordelen ved denne teknologi består hovedsageligt i den nøjagtige placering af varme, der leveres til de loddede samlinger. Baseret på resultaterne af numerisk simulering var det derefter muligt at designe de nødvendige parametre for at opnå loddetemperaturer på den ønskede tid. Målet var at minimere denne tid for at undgå en uønsket termisk effekt på metallerne under metallurgisk sammenføjning.Resultaterne af numerisk simulering afslørede, at forøgelse af strømfrekvensen resulterede i koncentration af maksimale temperaturer i overfladearealer af sammenføjede metaller. Med stigende strøm blev reduktionen af ​​den tid, der var nødvendig for at nå loddetemperaturen, observeret.

Fordelene ved induktionslodning af aluminium vs. brænder eller flammelodning

Den lave smeltetemperatur af aluminiums uædle metaller kombineret med det snævre temperaturprocesvindue for de anvendte loddelegeringer er en udfordring ved brænderlodning. Manglen på farveændring under opvarmning af aluminium giver ikke lodningsoperatører nogen visuel indikation af, at aluminiumet har nået den korrekte loddetemperatur. Lodlodningsoperatører introducerer en række variabler ved brænderlodning. Blandt disse inkluderer lommelygteindstillinger og flammetype; afstand fra brænder til dele, der loddes; placering af flamme i forhold til dele, der samles; og mere.

Grunde til at overveje at bruge induktionsopvarmning ved lodning af aluminium inkluderer:

  • Hurtig, hurtig opvarmning
  • Kontrolleret, præcis varmestyring
  • Selektiv (lokaliseret) varme
  • Produktionslinje tilpasningsevne og integration
  • Forbedret armaturlevetid og enkelhed
  • Gentagelige, pålidelige loddede samlinger
  • Forbedret sikkerhed

Succesfuld induktionslodning af aluminiumskomponenter er meget afhængig af design induktionsvarmebatterier at fokusere den elektromagnetiske varmeenergi ind i de områder, der skal loddes, og at opvarme dem ensartet, så loddelegeringen smelter og flyder korrekt. Forkert udformede induktionsspoler kan resultere i, at nogle områder bliver overophedede, og at andre områder ikke modtager nok varmeenergi, hvilket resulterer i en ufuldstændig loddesamling.

For en typisk loddet aluminiumsrørsamling installerer en operatør en aluminiumsloddering, ofte indeholdende flusmiddel, på aluminiumsrøret og indsætter dette i et andet udvidet rør eller en blokfitting. Delene placeres derefter i en induktionsspole og opvarmes. I en normal proces smelter loddefyldningsmetallerne og flyder ind i samlingsgrænsefladen på grund af kapillærvirkning.

Hvorfor induktionslodning versus brænderloddede aluminiumskomponenter?

Først en lille baggrund om almindelige aluminiumslegeringer, der er fremherskende i dag, og den almindelige aluminiumslodning og lodninger, der bruges til sammenføjning. Lodning af aluminiumskomponenter er meget mere udfordrende end lodning af kobberkomponenter. Kobber smelter ved 1980°F (1083°C), og det skifter farve, når det opvarmes. Aluminiumslegeringer, der ofte bruges i HVAC-systemer, begynder at smelte ved ca. 1190°F (643°C) og giver ingen visuelle signaler, såsom farveændringer, når det opvarmes.

Meget præcis temperaturkontrol er påkrævet, da forskellen i smelte- og loddetemperaturer for aluminium, afhængig af aluminiumsbasismetal, loddefyldningsmetal og massen af ​​de komponenter, der skal loddes. For eksempel er temperaturforskellen mellem solidus-temperaturen for to almindelige aluminiumslegeringer, 3003-serien aluminium og 6061-seriens aluminium, og væskens temperatur på ofte anvendte BAlSi-4 loddelegeringer 20°F – et meget snævert temperaturprocesvindue, hvilket gør det nødvendigt præcis kontrol. Udvælgelsen af ​​basislegeringer er ekstremt vigtigt med aluminiumssystemer, der loddes. Den bedste praksis er at lodde ved en temperatur, der er under solidustemperaturen for de legeringer, som udgør komponenterne, der loddes sammen.

AWS A5.8 KlassifikationNominel kemisk sammensætningSolidus °F (°C)Liquidus °F(°C)Lodningstemperatur
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

Det skal bemærkes, at der kan forekomme galvanisk korrosion mellem zinkrige områder og aluminium. Som bemærket i det galvaniske diagram i figur 1 er zink mindre ædel og har en tendens til at være anodisk sammenlignet med aluminium. Jo lavere potentialforskellen er, jo lavere er korrosionshastigheden. Potentialforskellen mellem zink og aluminium er minimal sammenlignet med potentialet mellem aluminium og kobber.

Et andet fænomen, når aluminium loddes med en zinklegering, er pitting. Lokal celle- eller grubetæring kan forekomme på ethvert metal. Aluminium er normalt beskyttet af en hård, tynd film, der dannes på overfladen, når de udsættes for ilt (aluminiumoxid), men når et flusmiddel fjerner dette beskyttende oxidlag, kan opløsning af aluminium forekomme. Jo længere fyldmetallet forbliver smeltet, jo mere alvorlig er opløsningen.

Aluminium danner et sejt oxidlag under lodning, så brugen af ​​flusmiddel er afgørende. Fluxing af aluminiumkomponenter kan udføres separat før lodning, eller en aluminiumsloddelegering, der indeholder flusmiddel, kan inkorporeres i lodningsprocessen. Afhængigt af den anvendte type flusmiddel (ætsende vs. ikke-ætsende), kan et yderligere trin være påkrævet, hvis flusmiddelresterne skal fjernes efter lodning. Rådfør dig med en producent af lodning og flusmiddel for at få anbefalinger om loddelegering og flusmiddel baseret på de materialer, der sammenføjes, og de forventede loddetemperaturer.

 

Aluminiumsrør induktionslodning