Untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi efek termal dari pemanasan logam, maka mematri induksi teknologi yang diusulkan. Keuntungan dari teknologi ini terutama terletak pada lokasi yang tepat dari pemanasan yang disuplai ke sambungan brazing. Berdasarkan hasil simulasi numerik, maka dimungkinkan untuk mendesain parameter yang diperlukan untuk mencapai suhu mematri dalam waktu yang diinginkan. Tujuannya adalah untuk meminimalkan waktu ini untuk menghindari efek termal yang tidak diinginkan pada logam selama penyambungan metalurgi.Hasil simulasi numerik mengungkapkan bahwa peningkatan frekuensi arus menghasilkan konsentrasi suhu maksimum di area permukaan logam yang disambung. Dengan meningkatnya arus, pengurangan waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu mematri diamati.
Keuntungan mematri induksi aluminium vs. obor atau mematri api
Suhu leleh yang rendah dari logam dasar aluminium ditambah dengan jendela proses suhu yang sempit dari paduan brazing yang digunakan merupakan tantangan saat mematri dengan obor. Kurangnya perubahan warna saat memanaskan aluminium tidak memberikan operator braze indikasi visual apa pun bahwa aluminium telah mencapai suhu mematri yang tepat. Operator braze memperkenalkan sejumlah variabel saat mematri dengan obor. Di antaranya adalah pengaturan obor dan jenis nyala api; jarak dari obor ke bagian yang sedang dipatri; lokasi nyala api relatif terhadap bagian yang sedang disambung; dan banyak lagi.
Alasan untuk mempertimbangkan penggunaan pemanasan induksi saat mematri aluminium termasuk:
- Pemanasan yang cepat dan cepat
- Kontrol panas yang terkendali dan tepat
- Panas selektif (terlokalisasi)
- Adaptasi dan integrasi lini produksi
- Masa pakai dan kesederhanaan perlengkapan yang lebih baik
- Sambungan brazing yang dapat diulang dan andal
- Keamanan yang lebih baik
Keberhasilan mematri induksi komponen aluminium sangat bergantung pada desain kumparan pemanas induksi untuk memfokuskan energi panas elektromagnetik ke area yang akan dibrazing dan memanaskannya secara seragam sehingga paduan brazing meleleh dan mengalir dengan baik. Kumparan induksi yang dirancang dengan tidak tepat dapat menyebabkan beberapa area menjadi terlalu panas dan area lain tidak menerima energi panas yang cukup sehingga menghasilkan sambungan brazing yang tidak sempurna.
Untuk sambungan tabung aluminium brazing yang khas, operator memasang cincin brazing aluminium, yang sering kali mengandung fluks, pada tabung aluminium dan memasukkannya ke dalam tabung lain yang diperluas atau pemasangan blok. Bagian-bagian tersebut kemudian ditempatkan ke dalam koil induksi dan dipanaskan. Dalam proses normal, logam pengisi braze meleleh dan mengalir ke antarmuka sambungan karena aksi kapiler.
Mengapa komponen aluminium braze induksi vs. torch braze?
Pertama, sedikit latar belakang tentang paduan aluminium umum yang lazim saat ini dan brazing aluminium serta solder yang umum digunakan untuk menyambung. Mematri komponen aluminium jauh lebih menantang daripada mematri komponen tembaga. Tembaga meleleh pada suhu 1980 ° F (1083 ° C) dan berubah warna saat dipanaskan. Paduan aluminium yang sering digunakan dalam sistem HVAC mulai meleleh pada suhu sekitar 1190 ° F (643 ° C) dan tidak memberikan isyarat visual apa pun, seperti perubahan warna, saat dipanaskan.
Kontrol suhu yang sangat tepat diperlukan karena perbedaan suhu peleburan dan mematri untuk aluminium, tergantung pada logam dasar aluminium, logam pengisi brazing, dan massa komponen yang akan dipatri. Sebagai contoh, perbedaan suhu antara suhu solidus dari dua paduan aluminium yang umum, aluminium seri 3003, dan aluminium seri 6061, dan suhu cairan dari paduan braze BAlSi-4 yang sering digunakan adalah 20 ° F - jendela proses suhu yang sangat sempit, sehingga memerlukan kontrol yang tepat. Pemilihan paduan dasar sangat penting dengan sistem aluminium yang sedang dibrazing. Praktik terbaik adalah mematri pada suhu yang berada di bawah suhu solidus paduan yang membentuk komponen yang sedang dibrazing.
| Klasifikasi AWS A5.8 | Komposisi Kimia Nominal | Solidus °F (°C) | Liquidus °F (°C) | Suhu Mematri |
| 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 |
Perlu dicatat bahwa korosi galvanik dapat terjadi antara area yang kaya seng dan aluminium. Seperti yang dicatat dalam grafik galvanik pada Gambar 1, seng kurang mulia dan cenderung anodik dibandingkan dengan aluminium. Semakin rendah perbedaan potensial, semakin rendah laju korosi. Perbedaan potensial antara seng dan aluminium sangat kecil dibandingkan dengan potensial antara aluminium dan tembaga.
Fenomena lain ketika aluminium dipatri dengan paduan seng adalah pitting. Korosi sel lokal atau korosi sumuran dapat terjadi pada logam apa pun. Aluminium biasanya dilindungi oleh lapisan tipis yang keras yang terbentuk di permukaan ketika terkena oksigen (aluminium oksida), tetapi ketika fluks menghilangkan lapisan oksida pelindung ini, pelarutan aluminium dapat terjadi. Semakin lama logam pengisi tetap meleleh, semakin parah pelarutannya.
Aluminium membentuk lapisan oksida yang keras selama mematri, sehingga penggunaan fluks sangat penting. Memanaskan komponen aluminium dapat dilakukan secara terpisah sebelum mematri atau paduan mematri aluminium yang mengandung fluks dapat dimasukkan ke dalam proses mematri. Tergantung pada jenis fluks yang digunakan (korosif vs non-korosif), langkah tambahan mungkin diperlukan jika residu fluks harus dihilangkan setelah mematri. Konsultasikan dengan produsen brazing dan fluks untuk mendapatkan rekomendasi tentang paduan mematri dan fluks berdasarkan bahan yang disambungkan dan suhu mematri yang diharapkan.