Brazing ta 'l-Aluminju b'Induzzjoni bl-Assistenza mill-Kompjuter

Brazing ta 'l-Aluminju b'Induzzjoni bl-Assistenza mill-Kompjuter

L-ibbrejżjar bl-induzzjoni tal-aluminju qed issir dejjem aktar komuni fl-industrija. Eżempju tipiku huwa l-ibbrejżjar ta 'diversi pajpijiet ma' korp tal-iskambjatur tas-sħana tal-karozzi. Il kolja tat-tisħin tal-induzzjoni użat ħafna għal dan it-tip ta 'proċess huwa wieħed li ma jdawwarx, li jista' jissejjaħ stil "Horseshoe-hairpin". Għal dawn il-koljaturi, il-kamp manjetiku u d-distribuzzjoni tal-kurrent eddy li jirriżultaw huma inerentement fin-natura 3-D. F'dawn l-applikazzjonijiet, hemm problemi bil-kwalità konġunta u l-konsistenza tar-riżultati minn parti għal oħra. Biex issolvi problema waħda bħal din għal manifattur kbir tal-karozzi, intuża l-programm ta 'simulazzjoni tal-kompjuter Flux3D għall-istudju u l-ottimizzazzjoni tal-proċess. L-ottimizzazzjoni inkludiet it-tibdil tal-konfigurazzjoni tal-coil tal-induzzjoni u tal-fluss manjetiku. Kojls ta 'induzzjoni ġodda, li ġew ivvalidati b'mod sperimentali f'laboratorju, jipproduċu partijiet b'ġonot ta' kwalità ogħla f'diversi siti ta 'produzzjoni.

Kull karozza teħtieġ diversi skambjaturi tas-sħana differenti (qlub tal-heater, evaporaturi, kondensaturi, radjaturi, eċċ.) Għat-tkessiħ tal-powertrain, arja kkundizzjonata, tkessiħ taż-żejt, eċċ. Anki jekk l-istess magna tintuża għal diversi mudelli tal-karozzi, il-konnessjonijiet jistgħu jvarjaw minħabba tqassim differenti taħt il-barnuża. Għal din ir-raġuni, hija prattika standard għall-manifatturi tal-partijiet li jagħmlu bosta korpi bażiċi ta 'skambjatur tas-sħana u mbagħad iwaħħlu konnetturi differenti f'operazzjoni sekondarja.

Korpi ta 'l-iskambjatur tas-sħana ġeneralment jikkonsistu f'xewk ta' l-aluminju, tubi u headers ibbrejżjati flimkien f'forn. Wara l-ibbrejżjar, l-iskambjaturi tas-sħana huma personalizzati għall-mudell tal-karozza mogħti billi jitwaħħlu jew tankijiet tan-nylon jew l-iktar pajpijiet tal-aluminju differenti b'mod komuni bi blokki ta 'konnessjoni. Dawn il-pajpijiet huma mwaħħla jew permezz ta 'wweldjar MIG, fjamma jew ibbrejżjar bl-induzzjoni. Fil-każ tal-ibbrejżjar, kontroll tat-temperatura preċiż ħafna huwa meħtieġ minħabba d-differenza żgħira fit-temperaturi tat-tidwib u tal-ibbrejżjar għall-aluminju (20-50 C skont il-liga, metall tal-mili u atmosfera), konduttività termali għolja tal-aluminju u distanza qasira għal oħra ġonot ibbrejżjati f'operazzjoni preċedenti.

Tisħin ta 'induzzjoni huwa metodu komuni għall-ibbrejżjar ta 'diversi pajpijiet għal headers ta' l-iskambjatur tas-sħana. Figura 1 hija stampa ta ' Bdil ta 'induzzjoni armar għall-ibbrejżjar ta 'pajp għal tubu fuq header ta' l-iskambjatur tas-sħana. Minħabba r-rekwiżiti għal tisħin preċiż, il-wiċċ tal-coil tal-induzzjoni għandu jkun viċin ħafna tal-ġonta li għandha tkun ibbrejżjata. Għalhekk kolja ċilindrika sempliċi ma tistax tintuża, minħabba li l-parti ma setgħetx titneħħa wara li l-ġonta tkun ibbrejżjata.

Hemm żewġ stili ewlenin ta 'induzzjoni coil użati għall-ibbrejżjar ta' dawn il-ġonot: "clamshell" u "horseshoe-hairpin" stil inductors. Indutturi "Clamshell" huma simili għal indutturi ċilindriċi, iżda jinfetħu biex jippermettu t-tneħħija tal-parti. L-indutturi "Horseshoe-hairpin" għandhom forma ta 'horseshoe għat-tagħbija tal-parti u huma essenzjalment żewġ coils ta' hairpin fuq naħat opposti tal-ġonta.

Il-vantaġġ li tuża induttur "Clamshell" huwa li t-tisħin huwa aktar uniformi fiċ-ċirkonferenza u relattivament faċli biex tbassar. L-iżvantaġġ ta 'induttur "Clamshell" huwa li s-sistema mekkanika meħtieġa hija iktar ikkumplikata u l-kuntatti ta' kurrent għoli mhumiex relattivament affidabbli.

L-indutturi "Horseshoe-hairpin" jipproduċu mudelli tas-sħana 3-D iktar ikkumplikati minn "Clamshells". Il-vantaġġ ta 'induttur stil "Horseshoe-hairpin" huwa li l-immaniġġjar tal-parti huwa ssimplifikat.

Ibbrejkjar Aluminum ta 'induzzjoni

Is-simulazzjoni bil-kompjuter itejjeb l-ibbrejżjar

Manifattur kbir ta 'skambjatur tas-sħana kien qed ikollu problemi ta' kwalità bl-ibbrejżjar tal-ġonta murija f'Fig. 1 bl-użu ta 'induttur stil tan-nagħaġ. Il-ġonta tal-brix kienet tajba għall-maġġoranza tal-partijiet, iżda t-tisħin ikun totalment differenti għal xi partijiet, u jirriżulta f'fond insuffiċjenti tal-ġonta, ġonot kesħin u metall tal-mili għaddej mal-ħajt tal-pajp minħabba sħana żejda lokali. Anke bl-ittestjar ta 'kull skambjatur tas-sħana għal tnixxijiet, xi partijiet xorta nixxew f'din il-ġonta fis-servizz. Iċ-Ċentru għat-Teknoloġija ta ’Induzzjoni Inc ġie kkuntrattat biex janalizza u jsolvi l-problema.

Il-provvista tal-enerġija użata għax-xogħol għandha frekwenza varjabbli ta '10 sa 25 kHz u qawwa nominali ta' 60 kW. Fil-proċess tal-ibbrejżjar, operatur jinstalla ċirku tal-metall tal-mili fuq it-tarf tal-pajp u jdaħħal il-pajp ġewwa t-tubu. Skambjatur tas-sħana jitqiegħed fuq pjattaforma speċjali u jiġi mċaqlaq ġewwa l-induttur taż-żiemel.

Iż-żona kollha tal-ibbrejżjar hija mdawra minn qabel. Il-frekwenza użata biex tissaħħan il-parti tipikament hija 12 sa 15 kHz, u l-ħin tat-tisħin huwa ta 'madwar 20 sekonda. Il-livell tal-qawwa huwa programmat bi tnaqqis lineari fl-aħħar taċ-ċiklu tat-tisħin. Pirometru ottiku jitfi l-enerġija meta t-temperatura fuq in-naħa ta 'wara tal-ġonta tilħaq valur issettjat minn qabel.

Hemm ħafna fatturi li jistgħu jikkawżaw l-inkonsistenza li l-manifattur kien qed jesperjenza, bħal varjazzjoni fil-komponenti konġunti (dimensjonijiet u pożizzjoni) u kuntatt elettriku u termali instabbli u varjabbli (fil-ħin) bejn it-tubu, il-pajp, iċ-ċirku tal-mili, eċċ. Xi fenomeni huma inerenti instabbli, u varjazzjonijiet żgħar ta 'dawn il-fatturi jistgħu jikkawżaw dinamika ta' proċess differenti. Pereżempju, iċ-ċirku tal-metall tal-mili miftuħ jista 'jinħall parzjalment taħt il-forzi elettromanjetiċi, u t-tarf ħieles taċ-ċirku jista' jinġibed lura mill-forzi kapillari jew jibqa 'mhux imdewweb. Il-fatturi tal-ħoss huma diffiċli biex jitnaqqsu jew jiġu eliminati, u s-soluzzjoni għall-problema kienet teħtieġ li tiżdied ir-robustezza tal-proċess totali. Is-simulazzjoni bil-kompjuter hija għodda effettiva biex tanalizza u tottimizza l-proċess.

Matul l-evalwazzjoni tal-proċess tal-ibbrejżjar, ġew osservati forzi elettrodinamiċi qawwija. Fil-mument li l-enerġija tinxtegħel, il-coil taż-żiemel jesperjenza b'mod ċar espansjoni minħabba applikazzjoni f'daqqa tal-forza elettrodinamika. Għalhekk, l-induttur sar mekkanikament aktar b'saħħtu, inkluż li jinkorpora pjanċa addizzjonali tal-fibra tal-ħġieġ (G10) li tgħaqqad l-għeruq ta 'żewġ coils tal-pinnijiet. Id-dimostrazzjoni l-oħra tal-forzi elettrodinamiċi preżenti kienet iċ-ċaqliq tal-metall tal-mili mdewweb 'il bogħod miż-żoni qrib id-dawriet tar-ram fejn il-kamp manjetiku huwa aktar b'saħħtu. Fi proċess normali, il-metall tal-mili jiddistribwixxi b'mod uniformi madwar il-ġonta minħabba l-forzi kapillari u l-gravità b'kuntrast ma 'proċess anormali fejn il-metall tal-mili jista' jispiċċa mill-ġonta jew jitla 'tul il-wiċċ tal-pajp.

minħabba ibbrejżjar bl-induzzjoni tal-aluminju huwa proċess ikkumplikat ħafna, mhuwiex fattibbli li tistenna simulazzjoni preċiża tal-katina kollha ta 'fenomeni akkoppjati reċiprokament (elettromanjetiċi, termali, mekkaniċi, idrodinamiċi u metallurġiċi). L-iktar proċess importanti u kontrollabbli huwa l-ġenerazzjoni ta 'sorsi ta' sħana elettromanjetika, li ġew analizzati bl-użu tal-programm Flux 3D. Minħabba n-natura kumplessa tal-proċess tal-ibbrejżjar tal-induzzjoni, ġiet użata taħlita ta 'simulazzjoni tal-kompjuter u esperimenti għad-disinn u l-ottimizzazzjoni tal-proċess.

 

Induction_Aluminum_Brazing ma Computer_Assisted