Indukcijsko spajkanje cevi iz nerjavečega jekla na podlago

Indukcijsko spajkanje cevi iz nerjavečega jekla na podlago

Cilj:

Indukcijsko spajkanje je bil uporabljen za spajanje cevi iz nerjavečega jekla (OD: 45 mm, ID: 42 mm) na združljivo kovinsko podlago. Cilj je bil doseči močno vez brez puščanja z visoko celovitostjo spoja, primerno za mehanske in toplotne obremenitve. Namen ohišja je bil tudi optimizirati parametre trdo spajkanja, vključno z močjo, frekvenco, zasnovo tuljave, izbiro polnilnega materiala in časom spajkanja, hkrati pa ohraniti stroškovno učinkovitost in zmanjšati toplotno popačenje.

Oprema:

1. Stroj za indukcijsko spajkanje
   • Model: 10kW indukcijski sistem za spajkanje
   • Frekvenčni razponFrekvenca: 300–800 kHz
2. Indukcijska tuljava po meri
   • Zasnovan posebej za prilagoditev zahtevam glede geometrije in ogrevanja cevi iz nerjavečega jekla in osnovnega priključka.
3. Hladilni sistem
   • Sistem vodnega hlajenja za preprečevanje pregrevanja indukcijske opreme in stabilizacijo temperature med neprekinjenim delovanjem.
4. Napeljave in orodja za pozicioniranje
   • Priprava in vpenjala za natančno poravnavo cevi iz nerjavečega jekla in podnožja med spajkanjem.

Materiali:

1. Cev iz nerjavečega jekla
   • Zunanji premer: 45mm
   • Notranji premer: 42mm
   • Razred materiala: AISI 304 (izbran zaradi odpornosti proti koroziji in mehanske trdnosti).
2. Osnovni material
   • Osnova iz mehkega jekla (ogljikovo jeklo), ki se uporablja zaradi svoje ekonomske primernosti in združljivosti s cevmi iz nerjavečega jekla za spajkanje.
3. Dodatna kovina
   • Dodatna kovina: BAg-7 (zlitina na osnovi srebra s približno 56 % vsebnostjo srebra, ki nudi odličen kapilarni pretok in združljivost z nerjavnim jeklom).
   • Območje taljenja: 630–660°C.
4. Flux
   • Tip: Talilo na osnovi fluorida; uporablja se za odstranjevanje oksidov in pospeševanje oprijema polnila na podlago in cev iz nerjavečega jekla.

Preskusno spajkanje:

1. Izbira moči in frekvence
   • A izhodna moč 7kW je bilo eksperimentalno ugotovljeno kot optimalno za ogrevanje območja spoja brez pregrevanja drugih delov sklopa.
   • O delovna frekvenca je bila nastavljena na 400kHz zagotoviti učinkovito ogrevanje materiala iz nerjavečega jekla s tuljavo.
2. Zasnova indukcijske tuljave
   • Za fokusiranje toplote na območje spoja je bila uporabljena spiralna tuljava z dvojnim zavojem, ki zagotavlja enakomerno segrevanje tako cevi iz nerjavečega jekla kot baze hkrati.
   • Premer tuljave je bil zasnovan tako, da zagotavlja 3–5 mm vrzel na vseh straneh cevi za enakomerno indukcijsko sklopitev.
3. Testiranje položaja sklepov
   • Cev iz nerjavečega jekla (45 mm OD) je bila natančno poravnana z osnovo, da se zagotovi enakomerna reža 0.1–0.2 mm za kapilarno delovanje polnilnega materiala.
4. temperature Control
   • Pirometer je zagotovil, da je temperatura spoja dosegla in vzdrževala približno 650 °C.
5. Čas spajkanja
   • Preskusi so ugotovili optimalen čas spajkanja 10 sekund, kar omogoča spoju, da doseže ustrezen temperaturni prag za taljenje polnilne kovine in oprijem brez prekomerne izpostavljenosti toploti.

Koraki za spajkanje:

1. Priprava
   • Previdno očistite površino cevi iz nerjavečega jekla in podstavka, da odstranite olje, umazanijo in okside.
   • Na spojne površine enakomerno nanesite talilo na osnovi fluorida.
2. Montaža in pozicioniranje vpenjal
   • Cev iz nerjavečega jekla je bila nameščena v podnožje s prekrivajočim se spojem za povečanje trdnosti. Napeljave so med postopkom držale sklop pri miru.
3. Indukcijsko ogrevanje
   • Indukcijski stroj je uporabil moč 7kW pri 400kHz. Natančno segrevanje je bilo osredotočeno na spoj, kjer je tuljava obkrožala cev in podstavek.
4. Uporaba polnilnega materiala
   • Ko se je temperatura približala 650 °C, je bila zlitina za polnjenje nanesena na spoj. Kapilarno delovanje je potegnilo staljeno polnilo v spojno režo.
5. Hlajenje
   • Po trdem spajkanju smo sklop pustili, da se je naravno ohladil, da bi se izognili toplotnemu šoku.

Rezultati / prednosti:

1. Skupna moč
   • Spajkan spoj je bil podvržen nateznemu preskusu in je presegel zahteve glede mehanske obremenitve za 15 %, s čimer je bil dosežen močan in neprepusten spoj, primeren za aplikacije pod tlakom.
2. Toplotna celovitost
   • Postopek je minimaliziral toplotno popačenje in ohranil dimenzijsko natančnost cevi in ​​osnove iz nerjavečega jekla.
3. Učinkovitost
   • Postopek trdega spajkanja je bil zaključen znotraj 10 sekund časa segrevanja, ki prikazuje visoko produktivnost z minimalno porabo energije.
4. Čist zaključek
   • Spoj je imel čist zaključek zaradi pravilnega segrevanja, porazdelitve polnilnega materiala in minimalnega ostanka talila. Čiščenje po spajkanju je bilo minimalno.

Indukcijsko ogrevanje zagotavlja:

1. Natančno in lokalno ogrevanje:
   Indukcijski sistem je dovajal toploto neposredno in enakomerno v območje spoja, ne da bi vplival na sosednje dele, zmanjšal toplotno obremenitev in ohranil lastnosti materiala.
2. Nadzor procesov:
   Natančen nadzor nad temperaturo, močjo in frekvenco je zagotovil dosledno kakovost spojev in omogočil optimizacijo za različne proizvodne scenarije.
3. Ponovljivost:
   Indukcijski postopek je zagotovil dosledne rezultate z minimalnimi razlikami med spoji, zaradi česar je zelo zanesljiv za obsežno industrijsko uporabo.
4. Energetska učinkovitost:
   Indukcijski sistem z močjo 10 kW je dosegel visoko učinkovitost ogrevanja in znatno zmanjšal porabo energije v primerjavi z alternativnimi metodami trdo spajkanja, kot je spajkanje v peči.
5. Varnost in čistoča:
   Indukcijsko ogrevanje je odpravilo odprti ogenj, zmanjšalo nevarnosti na delovnem mestu in zagotovilo čistejše procesno okolje.

Analiza podatkov in statistika:

Ta ohišje za indukcijsko spajkanje dokazal učinkovitost in natančnost metode pri ustvarjanju visokokakovostnih spojev v zahtevnih aplikacijah iz nerjavnega jekla. Podrobna analiza in optimizacija vseh procesnih parametrov sta zagotovili uspeh spajkanja ob maksimiranju učinkovitosti in produktivnosti.