Ynduksje aluminium solderen mei komputer assistint

Ynduksje aluminium solderen mei komputer assistint

Ynduksje aluminium soldeer komt hieltyd faker foar yn 'e sektor. In typysk foarbyld is it solderen fan ferskate buizen nei in lichem foar auto-waarmtewikselers. De ynduksjewittenskip in soad brûkt foar dit soarte fan prosessen is net omlizzend, dat kin wurde oantsjut as "Hoefijzer-haarspeld" styl. Foar dizze spoelen is it magnetysk fjild en de resultearjende wervelstroomferdieling inherent 3-D fan aard. Yn dizze applikaasjes binne d'r problemen mei mienskiplike kwaliteit en konsistinsje fan 'e resultaten fan diel nei diel. Om ien sa'n probleem op te lossen foar in grutte autofabrikant, waard Flux3D komputersimulaasjeprogramma brûkt foar it prosesstúdzje en optimalisearjen. Optimalisaasje omfette it feroarjen fan 'e konfiguraasje fan' e ynduksjespoel en magnetyske fluxcontroller. Nije ynduksjespoelen, dy't eksperiminteel binne validearre yn in laboratoarium, produsearje dielen mei hegere kwaliteitsgewrichten op ferskate produksjelokaasjes.

Elke auto fereasket ferskate ferskillende waarmtewikselers (kachelkernen, ferdampers, kondinsearders, radiatoren, ensfh.) Foar koeling fan oandriuwing, klimaatregeling, oaljekoeling, ensfh. De grutte mearderheid fan 'e waarmtewikselers foar passazjiersauto's is hjoeddedei makke fan aluminium of aluminiumlegeringen. Sels as deselde motor wurdt brûkt foar ferskate automodellen, kinne de ferbiningen ferskille fanwegen ferskate layouts ûnder de motorkap. Om dizze reden is it standertpraktyk foar ûnderdielfabrikanten om ferskate basale lichems foar waarmtewikselers te meitsjen en dan ferskate kontakten oan te lizzen yn in sekundêre operaasje.

Lichems foar waarmtewikselers besteane meastentiids út aluminium finnen, buizen en kopteksten dy't yn in oven binne solde. Nei solderen wurde waarmtewikselers oanpast foar it opjûne automodel troch of nylon tanks of meast oare aluminium buizen mei ferbiningsblokken oan te lizzen. Dizze pipen wurde oanbrocht troch MIG-lassen, flam as ynduksjeleasen. Yn it gefal fan solderen is heul presys temperatuerregeling nedich fanwegen it lytse ferskil yn 'e smelten en soldeertemperatueren foar aluminium (20-50 C ôfhinklik fan legearing, fillermetaal en sfear), hege thermyske geleidens fan aluminium en koarte ôfstân nei oare gewrichten solde yn in eardere operaasje.

Ynduksje ferheegje is in mienskiplike metoade foar it solderen fan ferskate buizen nei kopteksten fan waarmtewikselers. Figuer 1 is in ôfbylding fan in ynduksje lôgjen opset foar it solderen fan in piip nei in buis op in koptekst fan in warmtewisselaar. Fanwegen de easken foar krekte ferwaarming moat it gesicht fan 'e ynduksjespoel yn' e buert wêze fan 'e te solderen joint. Dêrom kin in ienfâldige silindryske spoel net brûkt wurde, om't it diel net koe wurde fuortsmiten neidat it gewricht is solde.

D'r binne twa haadinduksjespulstilen dy't wurde brûkt foar it solderen fan dizze gewrichten: ynduktors "styl" en "hoefijzer-harspeld". "Clamshell" ynduktors binne fergelykber mei silindryske ynduktors, mar se iepenje om dielferwidering mooglik te meitsjen. Inductors "Horseshoe-hairpin" binne foarme as in hoefizer foar it laden fan it diel en binne yn essinsje twa haarspeldspoelen oan wjerskanten fan it gewricht.

It foardiel fan it gebrûk fan in "Clamshell" ynduktor is dat de ferwaarming uniformer is yn omtrek en relatyf maklik te foarsizzen. It neidiel fan in ynduktor "Clamshell" is dat it fereaske meganyske systeem yngewikkelder is en de kontakten mei hege stream relatyf ûnbetrouber binne.

"Horseshoe-hairpin" ynduktors produsearje yngewikkelder 3-D waarmtepatroanen dan "Clamshells". It foardiel fan in ynduktor "Horseshoe-hairpin" is dat it ôfhanneljen fan dielen wurdt ferienfâldige.

Induction Aluminium Lûd

Komputersimulaasje optimaliseart solderen

In grutte fabrikant fan warmtewikselers hie kwaliteitsproblemen mei it solderen fan 'e knip werjûn yn figuer 1 mei in ynduktor fan' e hoefijzer-haarspeldstyl. De solderverbinding wie goed foar de mearderheid fan ûnderdielen, mar ferwaarming soe foar guon ûnderdielen folslein oars wêze, wat resultearre yn ûnfoldwaande gewrichtsdjipte, kâlde gewrichten en fillermetaal dy't de buiswâl oprûnen fanwegen pleatslike oververhitting. Sels mei testen fan elke waarmtewikseler foar lekken lekte guon dielen noch by dizze joint yn tsjinst. Sintrum foar ynduksjetechnology Inc. waard kontrakt om it probleem te analysearjen en op te lossen.

De krêftfoarsjenning brûkt foar de baan hat in fariabele frekwinsje fan 10 oant 25 kHz en nominale krêft fan 60 kW. Yn it soldeerproses ynstalleart in operator in filler metalen ring op it ein fan 'e buis en stekt de piip yn' e buis. In waarmtewikseler wurdt pleatst op in spesjale rig en ferpleatst binnen de hoefspoelinduktor.

It heule solderingsgebiet is foarflokt. De frekwinsje dy't wurdt brûkt om it diel te ferwaarmjen is typysk 12 oant 15 kHz, en ferwaarmingstiid is sawat 20 sekonden. It krêftnivo is programmearre mei lineêre reduksje oan 'e ein fan' e ferwaarmingssyklus. In optyske pyrometer makket de krêft út as de temperatuer oan 'e efterkant fan' e knooppunt in ynstelde wearde berikt.

D'r binne in soad faktoaren dy't de ynkonsekwinsje kinne feroarsaakje dy't de fabrikant ûnderfûn, lykas fariaasje yn mienskiplike ûnderdielen (dimensjes en posysje) en ynstabyl en fariabel (yn tiid) elektrysk en thermysk kontakt tusken de buis, piip, fillerring, ensfh. Guon ferskynsels binne fan nature ynstabyl, en lytse fariaasjes fan dizze faktoaren kinne ferskate prosesdynamika feroarsaakje. Bygelyks, de iepen filler metalen ring kin foar in part ûntspanje ûnder de elektromagnetyske krêften, en it frije ein fan 'e ring kin werom wurde sûge troch kapillêre krêften of unmelt bleaun. De lûdsfaktoaren binne dreech te ferminderjen of te eliminearjen, en de oplossing foar it probleem fereasket de robustheid fan it totale proses. Komputersimulaasje is in effektyf ark om it proses te analysearjen en te optimalisearjen.

By de evaluaasje fan it solderingsproses waarden sterke elektrodynamyske krêften beoardiele. Op it momint dat de macht wurdt ynskeakele, ûnderfynt de hoefizer spoel dúdlik in útwreiding troch in hommelse tapassing fan elektrodynamyske krêft. Sadwaande waard de ynduktor meganysk sterker makke, ynklusyf it opnimmen fan in ekstra glêsfezel (G10) plaat dy't de woartels fan twa haarspeldrollen ferbûn. De oare demonstraasje fan oanwêzige elektrodynamyske krêften wie it ferskowen fan gesmolten vulmetaal fuort fan 'e gebieten tichtby koperen bochten wêr't it magnetyske fjild sterker is. Yn in normaal proses ferdielt fillermetaal unifoarm om 'e joint troch kapillêre krêften en swiertekrêft yn tsjinstelling ta in abnormaal proses wêr't filler metal út' e joint kin rinne of omheech lâns it piipoerflak.

Omdat ynduksje aluminium soldeer is in heul yngewikkeld proses, it is net mooglik te ferwachtsjen in krekte simulaasje fan 'e heule keatling fan ûnderling keppele ferskynsels (elektromagnetyske, thermyske, meganyske, hydrodynamyske en metallurgyske). It wichtichste en kontrolearbere proses is de generaasje fan elektromagnetyske waarmteboarnen, dy't waarden analysearre mei it Flux 3D-programma. Fanwegen de komplekse aard fan it ynductie-solderingsproses waard in kombinaasje fan komputersimulaasje en eksperiminten brûkt foar prosesûntwerp en optimalisaasje.

 

Induction_Aluminum_Brazing mei Computer_Assisted