Tecnologia di brasatura a induzione
Principio della brasatura a induzione|Teoria
La brasatura e la saldatura sono processi di unione di materiali simili o dissimili che utilizzano un materiale d'apporto compatibile. I metalli d'apporto includono piombo, stagno, rame, argento, nichel e le loro leghe. Durante questi processi, solo la lega fonde e solidifica per unire i materiali di base del pezzo. Il metallo d'apporto viene trascinato nel giunto per azione capillare. I processi di saldatura sono condotti a temperature inferiori a 840°F (450°C), mentre le applicazioni di brasatura sono condotte a temperature superiori a 840°F (450°C) fino a 2100°F (1150°C).
Il successo di questi processi dipende dalla progettazione dell'assemblaggio, dal gioco tra le superfici da unire, dalla pulizia, dal controllo del processo e dalla corretta selezione delle attrezzature necessarie per eseguire un processo ripetibile.
La pulizia si ottiene normalmente con l'introduzione di un flussante che copre e scioglie lo sporco o gli ossidi allontanandoli dal giunto di brasatura.
Molte operazioni sono ora condotte in atmosfera controllata con una coltre di gas inerte o una combinazione di gas inerte/attivo per schermare l'operazione ed eliminare la necessità di un flusso. Questi metodi sono stati sperimentati su un'ampia varietà di materiali e configurazioni di pezzi, sostituendo o completando la tecnologia del forno ad atmosfera con un processo just in time a flusso singolo.
Materiali d'apporto per la brasatura
I metalli d'apporto per la brasatura possono essere di varie forme, dimensioni e leghe, a seconda dell'uso cui sono destinati. Nastro, anelli preformati, pasta, filo e rondelle preformate sono solo alcune delle forme e delle leghe che si possono trovare.
La decisione di utilizzare una lega e/o una forma particolare dipende in larga misura dai materiali di partenza da unire, dal posizionamento durante la lavorazione e dall'ambiente di servizio a cui è destinato il prodotto finale.
La distanza influisce sulla resistenza
Il gioco tra le superfici da unire determina la quantità di lega brasante, l'azione capillare / la penetrazione della lega e quindi la resistenza del giunto finito. Le migliori condizioni di montaggio per le applicazioni convenzionali di brasatura all'argento sono da 0,002 pollici (0,050 mm) a 0,005 pollici (0,127 mm) di gioco totale. Per l'alluminio, il gioco è tipicamente compreso tra 0,004 pollici (0,102 mm) e 0,006 pollici (0,153 mm). Distanze maggiori, fino a 0,380 mm, di solito non consentono un'azione capillare sufficiente per la riuscita della brasatura.
La brasatura con il rame (al di sopra dei 1650°F / 900°C) richiede che la tolleranza del giunto sia mantenuta al minimo assoluto e, in alcuni casi, l'accoppiamento a pressione a temperatura ambiente per garantire tolleranze minime del giunto alla temperatura di brasatura.
Teoria del riscaldamento a induzione
I sistemi a induzione offrono un metodo comodo e preciso per riscaldare in modo rapido ed efficiente un'area selezionata di un gruppo. Per ottenere la profondità di riscaldamento richiesta in una specifica giunzione di brasatura, occorre tenere conto della frequenza di funzionamento dell'alimentatore, della densità di potenza (chilowatt applicati per pollice quadrato), del tempo di riscaldamento e del design della bobina a induzione.
Il riscaldamento a induzione è un riscaldamento senza contatto che si basa sulla teoria del trasformatore. L'alimentazione è una sorgente di corrente alternata che alimenta la bobina di induzione che diventa l'avvolgimento primario del trasformatore, mentre la parte da riscaldare è il secondario del trasformatore. Il pezzo da lavorare si riscalda grazie alla resistività elettrica intrinseca dei materiali di base alla corrente indotta che scorre nel gruppo.
La corrente che passa attraverso un conduttore elettrico (il pezzo da lavorare) si riscalda quando la corrente incontra una resistenza al suo flusso. Queste perdite sono ridotte per la corrente che passa attraverso l'alluminio, il rame e le loro leghe. Questi materiali non ferrosi richiedono una potenza maggiore per il riscaldamento rispetto alla loro controparte in acciaio al carbonio.
La corrente alternata tende a scorrere sulla superficie. La relazione tra la frequenza della corrente alternata e la profondità di penetrazione nel pezzo è nota come profondità di riferimento del riscaldamento. Il diametro del pezzo, il tipo di materiale e lo spessore della parete possono influire sull'efficienza del riscaldamento in base alla profondità di riferimento.