بریزینگ القایی

اطلاعات کلی

عملیات بریزینگ القایی: به اتصال دو قطعه فلزی اطلاق می‌گردد که به کمک یک فیلر غیرآهنی (Nonferrous) به یکدیگر جوش می‌شوند. فیلرها (Fillers) معمولا ترکیبی از قلع، مس، سرب، نقره، نیکل و آلیاژهای آنها هستند. فلزات پایه در طول عملیات جوش به نقطه ذوب نمی‌رسند، در صورتی که فلز فیلر با نقطه ذوب پایین‌تر، ذوب می‌شود و حد فاصل دو فلز را پر می‌کند.فیلر قلع و سرب (Lead–Tin) معمولا در دمای کمتر از ۴۵۰ درجه سانتیگراد برای لحیم‌کاری استفاده می‌شود.بریزینگ نقره در دمای بین ۴۵۰ تا ۸۷۰ درجه سانتیگراد انجام می‌شود.بریزینگ مس نیز تقریبا در دمای بین ۱۰۳۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد انجام می‌شود.

موادوکاربردها

بریزینگ القایی برای بسیاری از مواد فلزی مناسب است، به طوری که مواد مغناطیسی راحت تر گرم می شوند. در مواردی که مواد سرامیکی دخیل هستند گرم شدن بیشتر به وسیله هدایت حرارت از قطعات فلزی اطراف یا استفاده از یک جاذب حرارتی رخ می دهد.

درباره فلزات پرکننده : نقره به دلیل نقطه ذوب پایین آن اغلب برای لحیم کاری سخت القایی مورد استفاده قرار می گیرد. بریزهای یوتکتیک نقره-مس دمای ذوب بین 600 درجه سانتی گراد تا 900 درجه سانتی گراد دارند. بریز آلومینیومی، با کمترین استفاده، دمای ذوبی بین 565 درجه سانتی گراد تا 615 درجه سانتی گراد را دارد. بریز مس، که ارزانترین است، دارای دمای ذوب 704 درجه سانتی گراد تا 1176 درجه سانتی گراد است.

فلز پرکننده می‌تواند به صورت دستی اعمال شود، اما به دلیل اینکه تولید نیمه اتوماتیک رایج تر است، از اتصال پیش‌بارگذاری شده بیشتر استفاده می‌شود تا سرعت عملیات افزایش یابد و پیوند یکنواخت‌تری ایجاد شود.

مزایای بریزینگ القایی

دلایل خاصی برای استفاده از گرمایش القایی در بریزینگ صنعتی وجود دارد. این دلایل شامل گرمایش انتخابی، کیفیت بهتر اتصالات، کاهش اکسیداسیون و نیازبه تمیز کاری با اسید، چرخه های گرمایشی سریع تر، نتایج یکنواخت تر و مناسب بودن برای تولید در حجم زیاد می باشد.

گرمایش انتخابی

بریزینگ القایی می تواند به صورت هدفمند برای ایجاد حرارت در نواحی بسیار کوچک در محدوده تلورانس های تولیدی دقیق استفاده شود. تنها نواحی نزدیک به محل اتصال در قطعه گرم می‌شوند و سایر قسمت‌های قطعه تحت تأثیر قرار نمی‌گیرند. از آنجایی که تماس مستقیم با قطعه وجود ندارد، احتمال شکستگی کاهش می یابد. عمر اتصالات به طور قابل توجهی افزایش می یابد زیرا مشکلات ناشی از قرار گرفتن مکرر در معرض گرما (مانند اعوجاج و خستگی فلز) از بین می رود. این مزیت به ویژه در فرآیندهای بریزینگ در دمای بالا بسیار مهم می شود.

اتصالات باکیفیت بهتر

گرمایش القایی با جلوگیری از جاری شدن پرکننده در مناطقی که نباید جریان داشته باشد، اتصالات تمیز و ضد نشتی ایجاد می کند. این توانایی برای ایجاد اتصالات تمیز و قابل کنترل یکی از دلایل استفاده گسترده از بریزینگ القایی برای کاربردهای با دقت بالا و با قابلیت اطمینان بالا است.

کاهش اکسیداسیون ونیازبه تمیزکردن

گرمایش با شعله در یک جو معمولی باعث اکسیداسیون، پوسته پوسته شدن و تجمع کربن روی قطعات می شود. برای تمیز کردن قطعات، اعمال جریانات القائی ضعیف کننده و حمام‌های گران قیمت اسیدی به طور سنتی لازم بوده‌اند. کوره های خلأ این مشکلات را حل می کنند، اما به دلیل اندازه بزرگ، راندمان ضعیف و عدم کنترل کیفیت، محدودیت های قابل توجهی دارند. لحیم کاری سخت با استفاده از گرمایش القایی هم اکسیداسیون و هم نیاز به تمیزکاری پرهزینه را کاهش می دهد، به ویژه زمانی که از چرخه خنک شدن سریع استفاده می شود.

گرمایش سریع

از آنجایی که فرآیند بریزینگ القایی در مقایسه با سایر روش های بریزینگ بسیار کوتاه است، می توان قطعات بیشتری را در همان زمان پردازش کرد و گرمای کمتری به محیط اطراف منتشر می شود. سیستم بریزینگ القایی به سرعت گرمای موضعی را برای به حداقل رساندن تاب برداشتن و اعوجاج قطعات ارائه می دهد.

نتایج یکنواخت

لحیم کاری سخت القایی یک فرآیند بسیار تکرارپذیر است زیرا متغیرهایی مانند زمان، دما، آلیاژ، اتصالات و موقعیت قطعات بسیار قابل کنترل هستند. منبع تغذیه داخلی از تامین کننده توان RF می تواند برای کنترل زمان فرآیند استفاده شود و کنترل دما می تواند با پیرومترها، سنسورهای دمای بصری یا ترموکوپل ها انجام شود. برای فرآیندهایی که شامل تولید تعداد متوسط تا بالایی از قطعات یکسان هستند، اغلب از یک سیستم کنترل خودکار استفاده می شود تا یکنواختی را بهبود دهد و به حداکثر برساند.

در بیشتر موارد،بریزینگ القایی در هوای آزاد انجام می شود، اما در صورت لزوم می توان آن را در یک جو کنترل شده نیز انجام داد تا قطعات کاملاً تمیز و عاری از اکسیداسیون باشند. بریزینگ القایی به طور کلی با دو قطعه فلز مشابه بهترین عملکرد را دارد. فلزات غیرمشابه را نیز می توان با بریزینگ القایی به یکدیگر متصل کرد، اما نیاز به توجه و تکنیک خاصی دارند. این به دلیل تفاوت در مقاومت، نفوذپذیری مغناطیسی نسبی و ضرایب انبساط حرارتی مواد است.

جهت کسب اطلاعات بیشتربه سایت Taksaan.ir مراجعه کنید.

مراحل بریزینگ القایی

• طراحی صحیح اتصال به طوری که در دمای بریزینگ ، دمای ذوب فلز پرکننده، فاصله ای در حدود 40 تا 125 میکرومتر بین دو سطح وجود داشته باشد تا امکان فرآیند موئینگی و ترشوندگی فراهم شود.

• تمیز کردن سطوح مواد متصل شونده

• فلاکس زدن به هر دو قطعه

• مونتاژ قطعات و حلقه فیلر و قرار دادن مجموعه در کویل یا مونتاژ قطعات و اضافه کردن فیلر هنگام گرمایش القایی

محدودیت های بریزینگ القایی

محدودیت‌های لحیم‌کاری القایی شامل موارد زیر است:

• سختی در گرم‌کردن مونتاژهای پیچیده

• نیاز به فاصله نسبتاً یکنواخت بین قطعات

• هزینه اولیه تجهیزات

• نیاز به دانش تخصصی برای طراحی سیستم

به عنوان مثال برای مونتاژهای پیچیده که شامل چندین اتصال لحیم‌کاری سخت و هندسه خاص هستند، ممکن است استفاده از گیره‌های بریزینگ القایی دشوار باشد و بریزینگ در کوره گزینه عملی‌تری باشد.

تجهیزات موردنیازبریزینگ القایی

موفقیت در بریزینگ القایی نیازمند توزیع مناسب حرارت در تمامی اجزای اتصال در یک مونتاژ است. این امر به طور عمده به طراحی کویل، نرخ گرمایش، رسانایی الکتریکی و حرارتی مواد متصل شونده و جرم زیربخش های درگیر، وابسته است. علاوه بر این، موفقیت در بریزینگ به انتخاب مناسب فلز پرکننده بریزینگ و در صورت استفاده، فلاکس بستگی دارد.

اجزای اصلی در یک سیستم بریزینگ القایی عبارتند از منبع تغذیه و کویل القایی (یا القاگر) و به طور اختیاری، سیستم بازخورد/کنترل دما نیز ممکن است به سیستم افزوده شود. این اجزا به شرح زیر توضیح داده شده‌ اند:

1.منبع تغذیه

• منبع تغذیه انرژی الکتریکی را به انرژی مغناطیسی تبدیل می‌ کند که برای گرم کردن قطعات استفاده می‌ شود. منابع تغذیه مختلفی با توان‌ ها و فرکانس‌ های متفاوت وجود دارند که با توجه به نیاز های خاص هر پروژه انتخاب می‌ شوند.

2.کویل القایی

• کویل القایی یا سیم پیچ، میدان مغناطیسی لازم برای گرم کردن قطعات را تولید می کند. طراحی و شکل کویل باید به گونه ای باشد که توزیع حرارت به طور یکنواخت و مؤثر صورت گیرد. کویل ها بسته به طراحی قطعات و نیازمندی های پروژه می توانند به اشکال و اندازه های مختلف باشند.

3.سیستم بازخوردکنترل دما

• این سیستم به منظور نظارت و کنترل دقیق دمای قطعات در حین فرآیند بریزینگ استفاده می‌ شود. استفاده از حسگر های دما و کنترلر های دیجیتال می تواند به بهبود دقت و کیفیت نهایی اتصال کمک کند.

4.فلزپرکننده بریزینگ وفلاکس

انتخاب مناسب فلز پرکننده بریزینگ و در صورت استفاده، فلاکس، بسیار مهم است. فلز پرکننده باید دارای دمای ذوب مناسبی باشد که با دمای کاری مواد پایه سازگار باشد و همچنین قابلیت تر شوندگی و جریان خوبی داشته باشد. فلاکس نیز برای تمیز کردن و جلوگیری از اکسیداسیون سطحی در حین بریزینگ استفاده می شود.

5.گیره هاوفیکسچرها

گیره‌ها و فیکسچرها برای نگه داشتن قطعات در موقعیت صحیح در طول فرآیند بریزینگ استفاده می شوند. این ابزارها باید طوری طراحی شوند که ضمن اطمینان از تماس کامل قطعات، اجازه دهند مواد لحیم به خوبی جریان پیدا کند.

5.سیستم های خنک کننده

سیستم خنک کننده برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد تجهیزات و اطمینان از عملکرد پایدار دستگاه‌ ها ضروری است. این سیستم‌ ها معمولاً شامل پمپ‌ های آب و مبدل‌ های حرارتی هستند.

6.کنترلرهای فرآیند

کنترلرهای دیجیتالی برای تنظیم و کنترل دقیق دما، زمان و سایر پارامترهای فرآیند بریزینگ استفاده می‌ شوند. این کنترلرها می‌توانند برنامه ریزی شوند تا فرآیند بریزینگ به طور خودکار و با دقت بالا انجام شود.

تجهیزات و گیره های بریزینگ القایی نقش حیاتی در اطمینان از اتصالات قوی و با کیفیت دارند. انتخاب صحیح تجهیزات و تنظیمات مناسب می‌ تواند به بهبود کارایی، دقت و کیفیت نهایی بریزینگ کمک کند.

منابع:

https://idearagroup.ir