Technologie de brasage par induction
Principe du brasage par induction|Théorie
Le brasage et la soudure sont des procédés d'assemblage de matériaux similaires ou dissemblables à l'aide d'un matériau d'apport compatible. Les métaux d'apport comprennent le plomb, l'étain, le cuivre, l'argent, le nickel et leurs alliages. Seul l'alliage fond et se solidifie au cours de ces processus pour assembler les matériaux de base de la pièce. Le métal d'apport est entraîné dans le joint par capillarité. Les procédés de brasage sont réalisés à des températures inférieures à 450°C (840°F), tandis que les applications de brasage sont réalisées à des températures supérieures à 450°C (840°F) jusqu'à 1150°C (2100°F).
La réussite de ces processus dépend de la conception de l'assemblage, du jeu entre les surfaces à assembler, de la propreté, du contrôle du processus et de la sélection correcte de l'équipement nécessaire à la réalisation d'un processus reproductible.
La propreté est généralement obtenue par l'introduction d'un flux qui recouvre et dissout la saleté ou les oxydes en les déplaçant du joint de brasure.
De nombreuses opérations sont désormais réalisées dans une atmosphère contrôlée avec une couverture de gaz inerte ou une combinaison de gaz inertes et actifs pour protéger l'opération et éliminer la nécessité d'un flux. Ces méthodes ont fait leurs preuves sur une grande variété de matériaux et de configurations de pièces, remplaçant ou complétant la technologie des fours à atmosphère par un processus de flux juste à temps - pièce unique.
Matériaux d'apport pour le brasage
Les métaux d'apport pour le brasage peuvent se présenter sous différentes formes, tailles et alliages en fonction de l'utilisation prévue. Le ruban, les anneaux préformés, la pâte, le fil et les rondelles préformées ne sont que quelques-unes des formes et des alliages que l'on peut trouver.
La décision d'utiliser un alliage et/ou une forme particulière dépend en grande partie des matériaux de base à assembler, de l'emplacement pendant le traitement et de l'environnement de service auquel le produit final est destiné.
Le dégagement affecte la résistance
Le jeu entre les surfaces à assembler détermine la quantité d'alliage de brasure, l'action capillaire / la pénétration de l'alliage et, par la suite, la résistance du joint fini. Les meilleures conditions d'ajustement pour les applications conventionnelles de brasage à l'argent sont de 0,002 pouce (0,050 mm) à 0,005 pouce (0,127 mm) de jeu total. Pour l'aluminium, le jeu est généralement compris entre 0,102 et 0,153 mm (0,004 et 0,006 pouces). Les jeux plus importants, jusqu'à 0,380 mm, ne permettent généralement pas une action capillaire suffisante pour un brasage réussi.
Le brasage du cuivre (au-dessus de 1650°F / 900°C) exige que la tolérance du joint soit maintenue à un minimum absolu et, dans certains cas, qu'il soit ajusté à la presse à température ambiante pour garantir des tolérances minimales du joint à la température de brasage.
Théorie du chauffage par induction
Les systèmes à induction constituent un moyen pratique et précis de chauffer rapidement et efficacement une zone sélectionnée d'un assemblage. Il faut tenir compte de la sélection de la fréquence de fonctionnement de l'alimentation électrique, de la densité de puissance (kilowatt appliqué par pouce carré), du temps de chauffage et de la conception de la bobine d'induction pour obtenir la profondeur de chauffage requise dans un joint de brasure spécifique.
Le chauffage par induction est un chauffage sans contact utilisant la théorie du transformateur. L'alimentation électrique est une source de courant alternatif qui alimente la bobine d'induction, laquelle devient les enroulements primaires du transformateur, tandis que la pièce à chauffer est le secondaire du transformateur. La pièce est chauffée par la résistivité électrique inhérente des matériaux de base au courant induit circulant dans l'assemblage.
Le courant traversant un conducteur électrique (la pièce à usiner) provoque un échauffement car le courant rencontre une résistance à son écoulement. Ces pertes sont faibles lorsque le courant traverse l'aluminium, le cuivre et leurs alliages. Ces matériaux non ferreux nécessitent plus de puissance pour être chauffés que leur équivalent en acier au carbone.
Le courant alternatif a tendance à circuler en surface. La relation entre la fréquence du courant alternatif et la profondeur à laquelle il pénètre dans la pièce est connue sous le nom de profondeur de référence du chauffage. Le diamètre de la pièce, le type de matériau et l'épaisseur de la paroi peuvent avoir un effet sur l'efficacité du chauffage en fonction de la profondeur de référence.