鋁管感應銅焊

為了提高效率並減少金屬加熱時的熱效應 感應銅焊 技術的建議。此技術的優點主要在於提供銅焊接點加熱的精確位置。根據數值模擬的結果,可以設計必要的參數,以便在所需時間內達到銅焊溫度。其目的是將時間縮到最短,以避免在冶金接合過程中對金屬產生不必要的熱影響。.數值模擬結果顯示,增加電流頻率會導致最高溫度集中在接合金屬的表面區域。隨著電流的增加,可觀察到達到銅焊溫度所需的時間縮短。

鋁的感應銅焊與火炬或火焰銅焊的優點

鋁基礎金屬的熔化溫度較低,加上所使用的銅焊合金的溫度加工窗口較窄,這對火炬銅焊而言是一項挑戰。 由於鋁在加熱時沒有顏色變化,銅焊操作員無法目視鋁是否已達到適當的銅焊溫度。 钎焊操作员在焊枪钎焊时会引入许多变量。 其中包括焊槍設定和火焰類型、焊槍與被钎焊部件的距離、火焰與被接合部件的相對位置等等。

考慮使用的原因 感應加熱 銅焊鋁時包括:

  • 快速、迅速加熱
  • 受控的精確熱量控制
  • 選擇性(局部)加熱
  • 生產線的適應性與整合性
  • 改善燈具使用壽命與簡易性
  • 可重複、可靠的銅焊接點
  • 提高安全性

成功的鋁部件感應銅焊在很大程度上取決於設計 感應加熱線圈 將電磁熱能集中到需要銅焊的區域,並均勻加熱,使銅銲合金正常熔化和流動。 設計不當的感應線圈可能會導致某些區域過熱,而其他區域無法獲得足夠的熱能,導致銅焊接頭不完整。

對於典型的銅焊鋁管接頭,操作人員會在鋁管上安裝通常含有助焊劑的鋁銅焊環,然後將其插入另一個膨脹管或塊狀配件中。 然後將零件放入感應線圈中加熱。 在正常製程中,銅焊填充金屬會熔化,並在毛細作用下流入接頭介面。

為何要使用感應銲接與火炬銲接鋁製組件?

首先,介紹一下現今常用的鋁合金背景,以及用於連接的常用鋁钎料和焊料。 銅焊比鋁焊更具挑戰性。 銅的熔點為 1980°F (1083°C),而且會隨著加熱而改變顏色。 HVAC 系統中常用的鋁合金在大約 1190°F (643°C) 時開始熔化,而且在加熱時不會提供任何視覺提示,例如顏色變化。

由於鋁的熔化溫度和銅焊溫度之間的差異取決於鋁基金屬、銅焊填充金屬和待銅焊部件的質量,因此需要非常精確的溫度控制。 例如,兩種常見的鋁合金(3003 系列鋁和 6061 系列鋁)的固相溫度與常用的 BAlSi-4 銅焊合金的液相溫度之間的溫度差為 20°F - 這是一個非常狹窄的溫度加工窗口,因此必須進行精確控制。對於要進行銅焊的鋁系統而言,基礎合金的選擇極為重要。最佳的銅焊溫度應低於組成銅焊組件的合金的凝固溫度。

AWS A5.8 分類標稱化學成分固體 °F (°C)Liquidus °F(°C)銅焊溫度
BAISi-386% Al 10%Si 4%Cu970 (521)1085 (855)1085~1120 °F
BAISI-488% aL 12%Si1070 (577)1080 (582)1080~1120 °F
78 Zn 22%Al826 (441)905(471)905~950 °F
98% Zn 2%Al715(379)725(385)725~765 °F

應該注意的是,富含鋅的區域和鋁之間可能會發生電化腐蝕。 如圖 1 中的電鍍圖所示,鋅的惰性較低,與鋁相較傾向於陽極。 電位差越小,腐蝕率就越低。 與鋁和銅之間的電位相比,鋅和鋁之間的電位差是最小的。

鋁與鋅合金銅焊時的另一種現象是點蝕。任何金屬都可能發生局部細胞或點狀腐蝕。鋁在暴露於氧氣時,通常會在表面形成一層堅硬的薄膜(氧化鋁)來保護鋁,但當助熔劑移除這層氧化保護層時,鋁就會發生溶解。 填充金屬保持熔融狀態的時間越長,溶解就越嚴重。

鋁在銅焊過程中會形成堅硬的氧化層,因此必須使用助焊劑。可在銅焊前單獨對鋁組件進行助焊;也可在銅焊過程中加入含有助焊劑的鋁銅焊合金。根據所用助焊劑的類型(腐蝕性與非腐蝕性),如果必須在銅焊後清除助焊劑殘餘物,則可能需要額外的步驟。 請洽詢銅焊和助焊劑的製造商,以取得基於接合材料和預期銅焊溫度的銅焊合金和助焊劑建議。

 

鋁管感應銅焊

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