Induktionslodning af rustfrit stålrør til en base

Induktionslodning af rustfrit stålrør til en base

Formål:

Induktion lodning blev brugt til at forbinde et rustfrit stålrør (OD: 45 mm, ID: 42 mm) til en kompatibel metalbase. Målet var at opnå en stærk, lækagefri binding med høj samlingsintegritet velegnet til mekaniske og termiske belastninger. Sagen havde også til formål at optimere loddeparametre, herunder effekt, frekvens, spoledesign, valg af fyldmetal og loddetid, samtidig med at omkostningseffektiviteten blev bibeholdt og termisk forvrængning minimeres.

Udstyr:

1. Induktion Loddemaskine
   • Model: 10kW induktionsloddesystem
   • Frekvensområde: 300–800 kHz
2. Brugerdefineret induktionsspole
   • Designet specielt til at imødekomme geometri- og varmekravene til det rustfri stålrør og bundforbindelsen.
3. Cooling System
   • Vandkølesystem for at forhindre overophedning af induktionsudstyret og stabilisere temperaturen under kontinuerlig drift.
4. Inventar og positioneringsværktøjer
   • Jig og fiksturer til at justere rustfrit stålrør og base med præcision under lodning.

Materialer:

1. Rustfrit stålrør
   • Udvendig diameter: 45mm
   • Indvendig diameter: 42mm
   • Materialekvalitet: AISI 304 (valgt på grund af korrosionsbestandighed og mekanisk styrke).
2. Basismateriale
   • Blødt stålbase (kulstofstål), brugt på grund af dets økonomiske egnethed og kompatibilitet med rustfrit stålrør til lodning.
3. Fyldstof Metal
   • Fyldmetal: BAg-7 (sølvbaseret legering med ca. 56 % sølvindhold, der tilbyder fremragende kapillarflow og kompatibilitet med rustfrit stål).
   • Smelteområde: 630–660°C.
4. Flux
   • Type: Fluoridbaseret flux; bruges til at fjerne oxider og fremme vedhæftning af fyldstof til bunden og rustfrit stålrør.

Test lodning:

1. Valg af strøm og frekvens
   • A effekt på 7kW blev eksperimentelt bestemt som optimal til opvarmning af fugearealet uden at overophede andre dele af samlingen.
   • driftsfrekvensen blev sat til 400kHz for at sikre effektiv opvarmning af det rustfri stålmateriale med spolen.
2. Design af induktionsspole
   • En dobbeltdrejet spiralformede spole blev brugt til at fokusere varmen på samlingsområdet, hvilket sikrede ensartet opvarmning af både det rustfri stålrør og base samtidigt.
   • Spolediameteren er designet til at give et mellemrum på 3-5 mm på alle sider af røret for jævn induktionskobling.
3. Test fælles positionering
   • Det rustfri stålrør (45 mm OD) var præcist justeret til bunden for at sikre et jævnt mellemrum på 0.1-0.2 mm til kapillærvirkning af fyldmaterialet.
4. Temperaturkontrol
   • Et pyrometer sikrede, at fugetemperaturen nåede og holdt ca. 650°C.
5. Lodningstid
   • Forsøgene identificerede en optimal lodningstid på 10 sekunder, hvilket tillader samlingen at nå den korrekte temperaturtærskel for fyldmetalsmeltning og vedhæftning uden overeksponering for varme.

Lodningstrin:

1. Forberedelse
   • Rensede overfladen af ​​rustfrit stålrør og base omhyggeligt for at fjerne olie, snavs og oxider.
   • Påført fluorbaseret flusmiddel ensartet på fugefladerne.
2. Montering og fixturpositionering
   • Det rustfri stålrør blev placeret i bunden med en overlappende samling for at maksimere styrken. Inventar holdt forsamlingen stabil under processen.
3. Induktionsopvarmning
   • Induktionsmaskinen tilførte 7kW strøm ved 400kHz. Præcis opvarmning var fokuseret på samlingen, hvor spolen omkransede røret og bunden.
4. Anvendelse af fyldmateriale
   • Da temperaturen nærmede sig 650°C, blev fyldstoflegeringen påført samlingen. Kapillærvirkning trak det smeltede fyldstof ind i fugespalten.
5. Køling
   • Efter lodning fik samlingen lov til at afkøle naturligt for at undgå termisk stød.

Resultater / Fordele:

1. Fælles styrke
   • Den loddede samling gennemgik trækprøvning og oversteg kravene til mekanisk belastning med en margin på 15 %, hvilket opnåede en stærk og lækagesikker forbindelse, der er egnet til tryksatte applikationer.
2. Termisk integritet
   • Processen minimerede varmeforvrængning og bevarede dimensionsnøjagtigheden af ​​det rustfri stålrør og base.
3. Effektivitet
   • Lodningsprocessen blev afsluttet inden for 10 sekunders opvarmningstid, der demonstrerer høj produktivitet med minimalt energiforbrug.
4. Pæn finish
   • Fugen havde en ren finish på grund af korrekt opvarmning, fordeling af fyldmateriale og minimale fluxrester. Oprydning efter slaglodning var minimal.

Induktionsopvarmning giver:

1. Præcis og lokal opvarmning:
   Induktionssystemet leverede varme direkte og ensartet til samlingsområdet uden at påvirke tilstødende sektioner, hvilket reducerede termisk stress og bevarede materialeegenskaber.
2. processtyring:
   Præcis kontrol over temperatur, effekt og frekvens sikrede ensartet fælles kvalitet og muliggjorde optimering til forskellige produktionsscenarier.
3. Gentagelsesnøjagtighed:
   Induktionsprocessen sikrede ensartede resultater med minimal variation mellem samlinger, hvilket gør den yderst pålidelig til stor industriel brug.
4. Energieffektivitet:
   10 kW induktionssystemet opnåede høj opvarmningseffektivitet, hvilket reducerede energiforbruget betydeligt sammenlignet med alternative lodningsmetoder såsom ovnlodning.
5. Sikkerhed og renlighed:
   Induktionsopvarmning eliminerede åben ild, reducerede farer på arbejdspladsen og gav et renere procesmiljø.

Dataanalyse og statistik:

Denne induktionsloddekasse demonstreret effektiviteten og præcisionen af ​​metoden til at skabe samlinger af høj kvalitet i udfordrende rustfri stålapplikationer. Den detaljerede analyse og optimering af alle procesparametre sikrede succes med loddeoperationen, samtidig med at effektiviteten og produktiviteten blev maksimeret.