Aluminiumsrør induksjonslodding

For å øke effektiviteten og redusere den termiske effekten av metalloppvarming, Induksjon lodding teknologi er foreslått. Fordelen med denne teknologien består hovedsakelig i nøyaktig plassering av oppvarming som leveres til de loddede skjøtene. Basert på resultatene av numerisk simulering var det da mulig å designe de nødvendige parameterne for å oppnå loddetemperaturer på ønsket tid. Målet var å minimere denne tiden for å unngå en uønsket termisk effekt på metallene under metallurgisk sammenføyning.Resultatene av numerisk simulering avslørte at økning av strømfrekvensen resulterte i konsentrasjon av maksimale temperaturer i overflateområder av sammenføyde metaller. Med økende strøm ble reduksjonen av tiden som kreves for å nå loddetemperaturen observert.

Fordelene med induksjonslodding av aluminium kontra lommelykt eller flammelodding

Den lave smeltetemperaturen til basismetaller av aluminium kombinert med det smale temperaturprosessvinduet til loddelegeringene som brukes, er en utfordring ved brennerlodding. Mangelen på fargeendring under oppvarming av aluminium gir ikke loddeoperatører noen visuell indikasjon på at aluminiumet har nådd riktig loddetemperatur. Loddingsoperatører introduserer en rekke variabler ved brennerlodding. Blant disse inkluderer fakkelinnstillinger og flammetype; avstand fra lommelykt til deler som loddes; plassering av flammen i forhold til deler som skal sammenføyes; og mer.

Grunner til å vurdere å bruke induksjonsoppvarming ved lodding av aluminium inkluderer:

  • Rask, rask oppvarming
  • Kontrollert, presis varmeregulering
  • Selektiv (lokalisert) varme
  • Produksjonslinje tilpasningsevne og integrasjon
  • Forbedret armaturlevetid og enkelhet
  • Repeterbare, pålitelige loddede skjøter
  • Forbedret sikkerhet

Vellykket induksjonslodding av aluminiumskomponenter er svært avhengig av design induksjonsvarmebatterier å fokusere den elektromagnetiske varmeenergien inn i områdene som skal loddes og å varme dem jevnt slik at loddelegeringen smelter og flyter ordentlig. Feil utformede induksjonsspoler kan føre til at enkelte områder blir overopphetet og andre områder som ikke mottar nok varmeenergi, noe som resulterer i en ufullstendig loddeskjøt.

For en typisk loddet aluminiumsrørskjøt, installerer en operatør en aluminiumsloddingsring, ofte inneholdende fluss, på aluminiumsrøret og setter dette inn i et annet utvidet rør eller en blokkbeslag. Delene plasseres deretter i en induksjonsspole og varmes opp. I en normal prosess smelter loddefyllingsmetallene og flyter inn i leddgrenseflaten på grunn av kapillærvirkning.

Hvorfor induksjonslodd kontra lommelodd av aluminiumskomponenter?

Først litt bakgrunn om vanlige aluminiumslegeringer som er utbredt i dag og vanlig aluminiumslodd og loddemetall som brukes til sammenføyning. Lodding av aluminiumskomponenter er mye mer utfordrende enn lodding av kobberkomponenter. Kobber smelter ved 1980°F (1083°C), og det endrer farge når det varmes opp. Aluminiumslegeringer som ofte brukes i HVAC-systemer begynner å smelte ved omtrent 1190 °F (643 °C) og gir ingen visuelle signaler, for eksempel fargeendringer, når den varmes opp.

Svært presis temperaturkontroll er nødvendig som forskjellen i smelte- og loddetemperaturer for aluminium, avhengig av aluminiumsbasismetallet, loddefyllmetallet og massen til komponentene som skal loddes. For eksempel er temperaturforskjellen mellom solidus-temperaturen til to vanlige aluminiumslegeringer, 3003-serien aluminium og 6061-seriens aluminium, og væskens temperatur på ofte brukte BAlSi-4-loddelegering 20 °F – et veldig smalt temperaturprosessvindu, som dermed nødvendiggjør presis kontroll. Valget av basislegeringer er ekstremt viktig med aluminiumsystemer som loddes. Den beste praksisen er å lodde ved en temperatur som er under solidustemperaturen til legeringene som utgjør komponentene som loddes sammen.

AWS A5.8 Klassifisering Nominell kjemisk sammensetning Solidus °F (°C) Liquidus °F(°C) Loddetemperatur
BAISi-3 86 % Al 10 % Si 4 % Cu 970 (521) 1085 (855) 1085~1120 °F
BAISI-4 88 % aL 12 % Si 1070 (577) 1080 (582) 1080~1120 °F
78 Zn 22% Al 826 (441) 905 (471) 905~950 °F
98 % Zn 2 % Al 715 (379) 725 (385) 725~765 °F

Det skal bemerkes at galvanisk korrosjon kan oppstå mellom sinkrike områder og aluminium. Som nevnt i det galvaniske diagrammet i figur 1, er sink mindre edel og har en tendens til å være anodisk sammenlignet med aluminium. Jo lavere potensialforskjell, jo lavere korrosjonshastighet. Potensialforskjellen mellom sink og aluminium er minimal sammenlignet med potensialet mellom aluminium og kobber.

Et annet fenomen når aluminium loddes med en sinklegering er gropdannelse. Lokal celle- eller gropkorrosjon kan forekomme på alle metaller. Aluminium er normalt beskyttet av en hard, tynn film som dannes på overflaten når de utsettes for oksygen (aluminiumoksid), men når en fluss fjerner dette beskyttende oksidlaget, kan oppløsning av aluminium oppstå. Jo lenger fyllmetallet forblir smeltet, jo mer alvorlig er oppløsningen.

Aluminium danner et tøft oksidlag under lodding, så bruk av fluss er avgjørende. Flussling av aluminiumkomponenter kan gjøres separat før lodding, eller en aluminiumsloddelegering som inneholder fluss kan inkorporeres i loddingsprosessen. Avhengig av typen flussmiddel som brukes (etsende kontra ikke-etsende), kan et ekstra trinn være nødvendig hvis flussmiddelrestene må fjernes etter lodding. Rådfør deg med en produsent av lodde- og flussmiddel for å få anbefalinger om loddelegering og flussmiddel basert på materialene som skal sammenføyes og de forventede loddetemperaturene.

 

Aluminiumsrør induksjonslodding