工艺流程
焊接电源选型——感应器选型——焊料助剂选型——工装定位设计——辅件选型——焊接参数确定——焊后清洗
5.1焊接电源选型
根据图中单管压板中的管径与压板大小,我们选择专用的全数字式DIH-40机型作为焊接电源。
图6全数字-DIH-40焊接电源
5.2感应器选型
压板底部是一个扁形实心的铝质接头,且面积比铝管大,铝管壁厚相对较薄 。在吸收同等能量的情况下,接头比铝管的发热量要少。在设计感应器时要考虑到接头和铝管的均匀加热,即同时达到钎焊温度。同时,要考虑工件在生产过程中的放入和取出方式。综合这两点因素,设计了一个类椭圆形内一外二感应器。
图7 焊接输出端
5.3焊料助剂选型
铝制单管压板经过我公司工艺部确定使用药芯焊丝或自钎焊丝。
热辐射P2=Aeσ(T14-T24),其中,A1是工件表面积,e 是工件表面辐射率,σ是斯潘特-玻尔兹曼常数,T1和T2分别为工件和环境温度,单位为K式温度(K 式温度为温度273.15 摄氏度)。在200摄氏度到595摄氏度区间,钢的辐射率为0.8。
线圈损耗P3就是线圈上的损耗。这个损耗可以通过减少感应圈的电阻来减少。比如,采用高纯度的铜管或是超导材料。这个损耗会导致感应器发热,必须进行冷却。
电源功率P=(P1 P二* P3)*n,n为加热效率,不同的材质加热效率不同。如钢的加热效率约为0.6。
(2)频率计算
工作频率的选取对透热的均匀性和节能都有非常重要的意义。在选择合适的工作频率时,首先需要了解穿透深度的概念。
穿透深度指的是,大约86%的能量集中的深度。
d=50300
其中,d是穿透深度,单位是c;P1为工作温度下的感应器电阻率,单位为Ω· cm;f 为工作频率,单位为Hz;u1为感应圈的相对磁导率,无单位。
需要注意的是,由于电阻率和导磁率的变化,穿透深度随着温度的变化而变化。通常电阻率是正温度系数,也就是说,电阻率随着温度的上升而增大,所以,穿透深度会变深。对于非导磁体材料,穿透深度通常会变深2-3 倍。对于导磁体,可能随着温度的升高导致失磁,比如铁在居里点770 度左右,导磁率会很快下降到1,穿透深度会增加20 倍左右。
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