Induction Aluminium Brazing na may Tulong sa Computer

Induction Aluminium Brazing na may Tulong sa Computer

Pag-induction ng aluminyo na brazing ay nagiging mas at mas karaniwan sa industriya. Ang isang tipikal na halimbawa ay ang paggawa ng iba't ibang mga tubo sa isang automotive heat exchanger na katawan. Ang induction heating coil malawakang ginagamit para sa ganitong uri ng proseso ay hindi nakapaligid sa isa, na maaaring tinukoy bilang istilong "Horseshoe-hairpin". Para sa mga coil na ito, ang magnetic field at nagresultang eddy kasalukuyang pamamahagi ay likas na 3-D sa likas na katangian. Sa mga application na ito, may mga problema sa magkasanib na kalidad at pagkakapare-pareho ng mga resulta mula sa bawat bahagi. Upang malutas ang isang tulad ng problema para sa isang malaking tagagawa ng automotive, ginamit ang programa ng simulasyong Flux3D computer para sa proseso ng pag-aaral at pag-optimize. Kasama sa pag-optimize ang pagbabago ng induction coil at pag-configure ng magnetic flux controller. Ang mga bagong coil ng induction, na eksperimentong napatunayan sa isang laboratoryo, ay gumagawa ng mga bahagi na may mas mataas na kalidad na mga kasukasuan sa maraming mga site ng produksyon.

Ang bawat kotse ay nangangailangan ng maraming iba't ibang mga heat exchanger (heater core, evaporator, condenser, radiator, atbp.) Para sa powertrain na paglamig, aircon, paglamig ng langis, atbp. Kahit na ang parehong engine ay ginagamit para sa maraming mga modelo ng sasakyan, ang mga koneksyon ay maaaring mag-iba dahil sa iba't ibang mga layout sa ilalim ng hood. Para sa kadahilanang ito, karaniwang pamantayan para sa mga tagagawa ng mga bahagi na gumawa ng maraming pangunahing mga body ng exchanger ng init at pagkatapos ay maglakip ng iba't ibang mga konektor sa isang pangalawang operasyon.

Ang mga katawan ng exchanger ng init ay karaniwang binubuo ng mga palikpik na aluminyo, tubo at header na magkasama sa isang pugon. Pagkatapos ng pag-brazing, ang mga heat exchanger ay na-customize para sa naibigay na modelo ng kotse sa pamamagitan ng paglakip ng alinman sa mga tanke ng nylon o kadalasang magkakaibang mga tubo ng aluminyo na may mga bloke ng koneksyon. Ang mga tubo na ito ay nakakabit alinman sa pamamagitan ng MIG hinang, apoy o induction brazing. Sa kaso ng brazing, napaka-tumpak na kontrol sa temperatura ay kinakailangan dahil sa maliit na pagkakaiba sa temperatura ng pagkatunaw at pag-brazing para sa aluminyo (20-50 C depende sa haluang metal, tagapuno ng metal at himpapawid), mataas na thermal conductivity ng aluminyo at maikling distansya sa iba pa ang mga kasukasuan ay nabuo sa isang nakaraang operasyon.

Induction heating ay isang pangkaraniwang pamamaraan para sa pag-brazing ng iba't ibang mga tubo upang maiinit ang mga header ng exchanger. Ang Larawan 1 ay larawan ng isang Brazing induction pag-set-up para sa pag-brazing ng isang tubo sa isang tubo sa isang header ng exchanger ng init. Dahil sa mga kinakailangan para sa tumpak na pag-init, ang mukha ng coil ng induction ay dapat na malapit sa kasukasuan upang ma-brazed. Samakatuwid ang isang simpleng cylindrical coil ay hindi maaaring gamitin, dahil ang bahagi ay hindi maaaring alisin pagkatapos ng magkasanib na brazed.

Mayroong dalawang pangunahing istilo ng coil ng induction na ginamit para sa pag-brazing ng mga kasukasuan na ito: "clamshell" at "horsehoe-hairpin" style inductors. Ang mga "clamshell" inductor ay katulad ng mga cylindrical inductor, ngunit binubuksan nila upang payagan ang pagtanggal ng bahagi. Ang mga "Horseshoe-hairpin" na inductor ay hugis tulad ng isang kabayo para sa paglo-load ng bahagi at mahalagang dalawang coil ng hairpin sa kabaligtaran ng magkasanib.

Ang bentahe ng paggamit ng isang "Clamshell" inductor ay ang pag-init na mas pare-pareho sa paligid at medyo madaling hulaan. Ang kawalan ng isang "Clamshell" inductor ay ang mekanikal na sistema na kinakailangan ay mas kumplikado at ang mataas na kasalukuyang mga contact ay medyo hindi maaasahan.

Ang mga "Horseshoe-hairpin" inductor ay gumagawa ng mas kumplikadong mga pattern ng init na 3-D kaysa sa "Clamshells". Ang bentahe ng isang "Horseshoe-hairpin" style inductor ay ang bahagi ng paghawak ay pinasimple.

Induction Aluminum Brazing

Ang simulation ng computer ay na-optimize ang brazing

Ang isang malaking tagagawa ng heat-exchanger ay nagkakaroon ng mga problema sa kalidad sa pag-brazing ng pinagsamang ipinakita sa Larawan 1 gamit ang isang horsewal-hairpin style inductor. Ang braze joint ay mabuti para sa karamihan ng mga bahagi, ngunit ang pag-init ay ganap na magkakaiba para sa ilang mga bahagi, na nagreresulta sa hindi sapat na magkasanib na lalim, malamig na mga kasukasuan at tagapuno ng metal na tumatakbo sa pader ng tubo dahil sa lokal na sobrang pag-init. Kahit na sa pagsubok ng bawat heat exchanger para sa mga pagtagas, ang ilang mga bahagi ay tumutulo pa rin sa magkasanib na ito sa serbisyo. Ang Center for Induction Technology Inc. ay kinontrata upang pag-aralan at malutas ang problema.

Ang supply ng kuryente na ginamit para sa trabaho ay may variable variable na 10 hanggang 25 kHz at na-rate na lakas na 60 kW. Sa proseso ng pag-brazing, ang isang operator ay nag-install ng isang singsing na metal na tagapuno sa dulo ng tubo at isingit ang tubo sa loob ng tubo. Ang isang heat exchanger ay inilalagay sa isang espesyal na kalesa at inilipat sa loob ng horshoil inductor.

Ang buong lugar ng brazing ay prefluxed. Ang dalas na ginamit upang maiinit ang bahagi na karaniwang 12 hanggang 15 kHz, at ang oras ng pag-init ay humigit-kumulang 20 segundo. Ang antas ng kuryente ay na-program na may linear na pagbawas sa pagtatapos ng cycle ng pag-init. Ang isang optical pyrometer ay pinapatay ang lakas kapag ang temperatura sa likurang bahagi ng magkasanib ay umabot sa isang preset na halaga.

Maraming mga kadahilanan na maaaring maging sanhi ng hindi pagkakapare-pareho ng karanasan ng tagagawa, tulad ng pagkakaiba-iba sa magkasanib na mga sangkap (sukat at posisyon) at hindi matatag at variable (sa oras) ng elektrikal at thermal na kontak sa pagitan ng tubo, tubo, singsing ng tagapuno, atbp. ay likas na hindi matatag, at ang maliliit na pagkakaiba-iba ng mga kadahilanang ito ay maaaring maging sanhi ng iba't ibang mga dynamics ng proseso. Halimbawa, ang bukas na singsing na metal na tagapuno ay maaaring bahagyang makapagpahinga sa ilalim ng mga pwersang electromagnetic, at ang libreng dulo ng singsing ay maaaring sinipsip pabalik ng mga puwersang capillary o mananatiling hindi natutunaw. Ang mga kadahilanan ng ingay ay mahirap mabawasan o matanggal, at ang solusyon sa problema na kinakailangan ng pagdaragdag ng katatagan ng kabuuang proseso. Ang simulation ng computer ay isang mabisang tool upang pag-aralan at i-optimize ang proseso.

Sa panahon ng pagsusuri ng proseso ng brazing, sinusunod ang malakas na pwersang electrodynamic. Sa ngayon ay nakabukas ang kuryente, malinaw na nakakaranas ng pagpapalawak ang coil ng kabayo dahil sa isang biglaang paglalapat ng lakas na electrodynamic. Samakatuwid, ang inductor ay ginawang mas malakas sa mekanikal, kabilang ang pagsasama ng isang karagdagang plate ng fiberglass (G10) na kumokonekta sa mga ugat ng dalawang coil ng hairpin. Ang iba pang pagpapakita ng mga puwersang electrodynamic na naroroon ay ang paglilipat ng tinunaw na tagapuno ng metal na malayo sa mga lugar na malapit sa mga tanso na tanso kung saan mas malakas ang magnetic field. Sa isang normal na proseso, ang pamuno ng metal ay namamahagi nang pantay sa paligid ng magkasanib na dahil sa mga puwersang maliliit na ugat at gravity na taliwas sa isang hindi normal na proseso kung saan maaaring maubusan ng magkasanib na metal ang tagapuno o umakyat sa ibabaw ng tubo.

dahil sa induction aluminum brazing ay isang napaka-kumplikadong proseso, hindi posible na asahan ang isang tumpak na simulation ng buong kadena ng magkakasamang phenomena (electromagnetic, thermal, mechanical, hydrodynamic at metallurgical). Ang pinakamahalaga at mapigil na proseso ay ang pagbuo ng mga mapagkukunan ng electromagnetic heat, na pinag-aralan gamit ang Flux 3D program. Dahil sa kumplikadong likas na katangian ng induction brazing na proseso, isang kombinasyon ng computer simulation at mga eksperimento ang ginamit para sa disenyo ng proseso at pag-optimize.

 

Induction_Aluminum_Brazing sa Computer_Assisted