5.4工裝定位設計
感應加熱焊接,是將工件焊接部位放置在感應磁場中進行加熱的,磁場中每一處的磁場強弱是不一樣的,對工件的定位重復性有很高的要求。因此需要根據每種工件的規格同時結合焊接工藝設計相應的工裝。我公司可提供感應釬焊工裝設計服務。
圖9工裝夾具
5.5輔件選型
高頻感應焊接時需要對感應加熱電源進行冷卻,需要配套相應規格的工業冷水機,在客戶使用紅外模式并實時進行溫度監測的時候,需要加裝數字式紅外測溫儀,我公司紅外測溫儀和電源協同工作。我公司可提供冷水機、高頻釬焊定制紅外測溫儀。
圖10工業冷水機 圖11數字式紅外測溫儀
5.6焊接參數確定
過我們長時間的高頻釬焊研究和大量的客戶經驗,選擇該機型中的自動加熱模式,自動加熱模式加熱電流總共分為五段,在這過程中鋁制金屬特性是隨著溫度升高而電阻升高,焦耳效應導致在加熱過程中是約加熱升溫速度越塊,這和我們研究總結出來的焊接工藝是不符的,因此我們采用電流逐級遞減的方式對焊接部位進行加熱。這樣可以保證加熱均勻的前提下提高焊接部位溫度,防止工件在高溫段過燒,后為了使焊接工藝的完整性,我們在其后設定保溫小電流,確保其達到熔深達標、無氣孔砂眼等工藝標準。
圖12加熱參數設置 圖13運行參數顯示
5.7焊后清洗
當焊接完成后,焊料堆積區表面需要會有助劑殘渣,需要對其進行清洗,目前比較環保的方式是采用超聲波清洗。我公司可提供高頻焊焊后超聲波清洗機。
圖14全自動超聲波清洗機 圖15工業單槽超聲波清洗機
熱輻射P2=Aeσ(T14-T24),其中,A1是工件表面積,e 是工件表面輻射率,σ是斯潘特-玻爾茲曼常數,T1和T2分別為工件和環境溫度,單位為K式溫度(K 式溫度為溫度273.15 攝氏度)。在200攝氏度到595攝氏度區間,鋼的輻射率為0.8。
線圈損耗P3就是線圈上的損耗。這個損耗可以通過減少感應圈的電阻來減少。比如,采用高純度的銅管或是超導材料。這個損耗會導致感應器發熱,必須進行冷卻。
電源功率P=(P1 P二* P3)*n,n為加熱效率,不同的材質加熱效率不同。如鋼的加熱效率約為0.6。
(2)頻率計算
工作頻率的選取對透熱的均勻性和節能都有非常重要的意義。在選擇合適的工作頻率時,首先需要了解穿透深度的概念。
穿透深度指的是,大約86%的能量集中的深度。
d=50300
其中,d是穿透深度,單位是c;P1為工作溫度下的感應器電阻率,單位為Ω? cm;f 為工作頻率,單位為Hz;u1為感應圈的相對磁導率,無單位。
需要注意的是,由于電阻率和導磁率的變化,穿透深度隨著溫度的變化而變化。通常電阻率是正溫度系數,也就是說,電阻率隨著溫度的上升而增大,所以,穿透深度會變深。對于非導磁體材料,穿透深度通常會變深2-3 倍。對于導磁體,可能隨著溫度的升高導致失磁,比如鐵在居里點770 度左右,導磁率會很快下降到1,穿透深度會增加20 倍左右。
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