Para aumentar la eficacia y reducir el efecto térmico del calentamiento del metal, la soldadura por inducción . La ventaja de esta tecnología consiste principalmente en la localización exacta del calentamiento suministrado a las uniones soldadas. A partir de los resultados de la simulación numérica fue posible diseñar los parámetros necesarios para alcanzar las temperaturas de soldadura fuerte en el tiempo deseado. El objetivo era minimizar este tiempo para evitar un efecto térmico no deseado en los metales durante la unión metalúrgica..Los resultados de la simulación numérica revelaron que el aumento de la frecuencia de la corriente provocaba la concentración de las temperaturas máximas en las zonas superficiales de los metales unidos. Con el aumento de la corriente, se observó la reducción del tiempo necesario para alcanzar la temperatura de soldadura fuerte.
Las ventajas de la soldadura fuerte por inducción del aluminio frente a la soldadura fuerte con soplete o llama
La baja temperatura de fusión de los metales base de aluminio, unida al estrecho margen de temperatura de proceso de las aleaciones de soldadura utilizadas, constituye un reto en la soldadura fuerte con soplete. La falta de cambio de color al calentar el aluminio no proporciona a los soldadores ninguna indicación visual de que el aluminio ha alcanzado la temperatura de soldadura adecuada. Al soldar con soplete, los operarios introducen una serie de variables. Entre ellas se incluyen los ajustes de la antorcha y el tipo de llama; la distancia de la antorcha a las piezas que se van a soldar; la ubicación de la llama con respecto a las piezas que se van a unir; etc.
Razones para utilizar calentamiento por inducción al soldar aluminio incluyen:
- Calentamiento rápido
- Control preciso del calor
- Calor selectivo (localizado)
- Adaptabilidad e integración de la línea de producción
- Mayor vida útil y simplicidad
- Uniones por soldadura repetibles y fiables
- Mayor seguridad
El éxito de la soldadura por inducción de componentes de aluminio depende en gran medida del diseño de bobinas de calentamiento por inducción para concentrar la energía térmica electromagnética en las zonas que se van a soldar y calentarlas uniformemente para que la aleación de soldadura fuerte se funda y fluya correctamente. Unas bobinas de inducción mal diseñadas pueden dar lugar a que algunas zonas se sobrecalienten y otras no reciban suficiente energía calorífica, con lo que la unión soldada quedaría incompleta.
Para una unión típica de tubos de aluminio soldados, un operario instala un anillo de soldadura de aluminio, que a menudo contiene fundente, en el tubo de aluminio y lo inserta en otro tubo expandido o en un accesorio en bloque. A continuación, las piezas se colocan en una bobina de inducción y se calientan. En un proceso normal, los metales de aportación de la soldadura fuerte se funden y fluyen hacia la interfaz de la unión debido a la acción capilar.
¿Por qué soldar componentes de aluminio por inducción o con soplete?
En primer lugar, un poco de información sobre las aleaciones de aluminio comunes que prevalecen hoy en día y las soldaduras fuertes y blandas de aluminio comunes que se utilizan para la unión. La soldadura fuerte de componentes de aluminio es mucho más difícil que la soldadura fuerte de componentes de cobre. El cobre se funde a 1980°F (1083°C) y cambia de color al calentarse. Las aleaciones de aluminio utilizadas a menudo en los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado empiezan a fundirse a aproximadamente 643°C (1190°F) y no proporcionan ninguna señal visual, como cambios de color, a medida que se calientan.
Se requiere un control muy preciso de la temperatura, ya que la diferencia entre las temperaturas de fusión y de soldadura fuerte del aluminio depende del metal base de aluminio, del metal de aportación de la soldadura fuerte y de la masa de los componentes que se van a soldar. Por ejemplo, la diferencia de temperatura entre la temperatura de solidificación de dos aleaciones de aluminio comunes, el aluminio de la serie 3003 y el aluminio de la serie 6061, y la temperatura del líquido de la aleación de soldadura fuerte BAlSi-4, de uso frecuente, es de 20°F, una ventana de proceso de temperatura muy estrecha, por lo que se requiere un control preciso. La selección de las aleaciones base es extremadamente importante en los sistemas de aluminio que se sueldan. La mejor práctica consiste en soldar a una temperatura inferior a la temperatura de solidificación de las aleaciones que componen los componentes que se van a soldar.
| Clasificación AWS A5.8 | Composición química nominal | Solidus °F (°C) | Líquido °F(°C) | Temperatura de soldadura |
| 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 |
Cabe señalar que puede producirse corrosión galvánica entre las zonas ricas en zinc y el aluminio. Como se observa en el gráfico galvánico de la Figura 1, el zinc es menos noble y tiende a ser anódico en comparación con el aluminio. Cuanto menor sea la diferencia de potencial, menor será la velocidad de corrosión. La diferencia de potencial entre el zinc y el aluminio es mínima en comparación con el potencial entre el aluminio y el cobre.
Otro fenómeno que se produce al soldar aluminio con una aleación de zinc es la corrosión por picaduras. La corrosión local celular o por picaduras puede producirse en cualquier metal. Normalmente, el aluminio está protegido por una película dura y fina que se forma en la superficie cuando se expone al oxígeno (óxido de aluminio), pero cuando un fundente elimina esta capa protectora de óxido, puede producirse la disolución del aluminio. Cuanto más tiempo permanezca fundido el metal de aportación, más grave será la disolución.
El aluminio forma una dura capa de óxido durante la soldadura fuerte, por lo que el uso de fundente es esencial. Los componentes de aluminio se pueden fundir por separado antes de la soldadura o se puede incorporar al proceso de soldadura una aleación de aluminio que contenga fundente. Dependiendo del tipo de fundente utilizado (corrosivo o no corrosivo), puede ser necesario un paso adicional si hay que eliminar los residuos de fundente después de la soldadura. Consulte con un fabricante de soldadura fuerte y fundente para obtener recomendaciones sobre la aleación de soldadura fuerte y el fundente en función de los materiales que se van a unir y las temperaturas de soldadura fuerte previstas.