Technologia lutowania indukcyjnego
Zasada lutowania indukcyjnego|Teoria
Lutowanie twarde i miękkie to procesy łączenia podobnych lub odmiennych materiałów przy użyciu kompatybilnego materiału wypełniającego. Metale wypełniające obejmują ołów, cynę, miedź, srebro, nikiel i ich stopy. Tylko stop topi się i krzepnie podczas tych procesów, aby połączyć materiały bazowe obrabianego przedmiotu. Metal wypełniający jest wciągany do złącza przez działanie kapilarne. Procesy lutowania są przeprowadzane w temperaturze poniżej 450°C (840°F), podczas gdy lutowanie twarde jest przeprowadzane w temperaturach powyżej 450°C (840°F) do 1150°C (2100°F).
Sukces tych procesów zależy od projektu zespołu, prześwitu między łączonymi powierzchniami, czystości, kontroli procesu i prawidłowego doboru sprzętu potrzebnego do przeprowadzenia powtarzalnego procesu.
Czystość uzyskuje się zwykle poprzez wprowadzenie topnika, który pokrywa i rozpuszcza brud lub tlenki, wypierając je ze złącza lutowanego.
Wiele operacji jest obecnie przeprowadzanych w kontrolowanej atmosferze z kocem gazu obojętnego lub kombinacji gazów obojętnych / aktywnych w celu ochrony operacji i wyeliminowania potrzeby stosowania topnika. Metody te zostały sprawdzone w przypadku szerokiej gamy materiałów i konfiguracji części, zastępując lub uzupełniając technologię pieca atmosferowego procesem przepływu pojedynczych elementów.
Materiały do lutowania twardego
Metale lutownicze mogą występować w różnych formach, kształtach, rozmiarach i stopach, w zależności od ich przeznaczenia. Taśma, wstępnie uformowane pierścienie, pasta, drut i wstępnie uformowane podkładki to tylko niektóre z kształtów i form stopów, które można znaleźć.
Decyzja o zastosowaniu określonego stopu i/lub kształtu jest w dużej mierze zależna od materiałów macierzystych, które mają być łączone, umieszczenia podczas przetwarzania i środowiska pracy, dla którego przeznaczony jest produkt końcowy.
Prześwit wpływa na wytrzymałość
Luz między łączonymi powierzchniami określa ilość lutowanego stopu, działanie kapilarne / penetrację stopu, a następnie wytrzymałość gotowego połączenia. Najlepsze warunki dopasowania dla konwencjonalnych lutów srebrnych to 0,002 cala (0,050 mm) do 0,005 cala (0,127 mm) całkowitego luzu. W przypadku aluminium jest to zazwyczaj 0,004 cala (0,102 mm) do 0,006 cala (0,153 mm). Większe prześwity do 0,015 cala (0,380 mm) zwykle nie mają wystarczającego działania kapilarnego do udanego lutowania.
Lutowanie miedzią (powyżej 1650°F / 900°C) wymaga tolerancji złącza utrzymywanej na absolutnym minimum, a w niektórych przypadkach pasowania wtłaczanego w temperaturze otoczenia, aby zapewnić minimalne tolerancje złącza w temperaturze lutowania.
Teoria nagrzewania indukcyjnego
Systemy indukcyjne zapewniają wygodny i precyzyjny sposób szybkiego i wydajnego podgrzewania wybranego obszaru zespołu. Należy wziąć pod uwagę wybór częstotliwości pracy zasilacza, gęstość mocy (kilowaty zastosowane na cal kwadratowy), czas nagrzewania i konstrukcję cewki indukcyjnej, aby zapewnić wymaganą głębokość nagrzewania w określonym złączu lutowanym.
Ogrzewanie indukcyjne to ogrzewanie bezdotykowe wykorzystujące teorię transformatora. Zasilanie jest źródłem prądu przemiennego do cewki indukcyjnej, która staje się uzwojeniem pierwotnym transformatora, podczas gdy ogrzewana część jest uzwojeniem wtórnym transformatora. Obrabiany przedmiot nagrzewa się dzięki nieodłącznej oporności elektrycznej materiałów bazowych na indukowany prąd płynący w zespole.
Prąd przepływający przez przewodnik elektryczny (przedmiot obrabiany) powoduje nagrzewanie, ponieważ prąd napotyka opór na jego przepływ. Straty te są niskie w przypadku prądu przepływającego przez aluminium, miedź i ich stopy. Te materiały nieżelazne wymagają dodatkowej mocy do podgrzania niż ich odpowiedniki ze stali węglowej.
Prąd przemienny ma tendencję do przepływu po powierzchni. Zależność między częstotliwością prądu przemiennego a głębokością, na jaką wnika on w część, jest znana jako referencyjna głębokość nagrzewania. Średnica części, rodzaj materiału i grubość ścianki mogą mieć wpływ na wydajność nagrzewania w oparciu o głębokość odniesienia.