T型铝管接头如何用高频焊机实现自动焊接

       
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T型铝管接头如何用高频焊机实现自动焊接

T型铝管接头如何用高频焊机实现自动焊接

来源:高频焊机|退火机|淬火机|中频锻造炉|熔炼炉|感应加热设备  浏览: views  发布时间:2020-06-04

摘要:应用不锈钢棒及测温液研究了发卡式感应线圈加热效率的空间分布情况;研究了T 型铝管接头铝管在两种发卡式感应线圈中的感应钎

焊时间及焊接质量,得到了T 型铝管接头在感应钎焊线圈中的最佳钎焊位置,为实现T 型铝管接头感应钎焊的自动化打下基础。

关键词:感应线圈;T 型铝管接头;定位

前言

近年来,国内外冰箱制冷管路系统中的蒸发器采用铝管代替铜管制造已成广泛趋势[1]。铝及铝合金具有导热率高、塑性好、耐腐蚀、密度小、比强度高、导电性高(仅次于铜)以及成本低等优点。但是,铝铝焊接技术制约着铝在制冷管路系统中的进一步推广应用,铝钎焊具有尺寸精度高、操作简单、可填充金属种类多、加热温度低等优点  ,所以铝及铝合金的钎焊是近年来研究较多、发展较快的研究领域之一。制冷行业中铝制分配器(分歧管)结构,目前仍是采用手工火焰钎焊,但是其加热温度难以掌握,而且对操作者的技术、经验要求较高  ,使得产品难以适用于规模化生产。

感应钎焊作为一种快速、高效、可控的钎焊工艺已经在航空、汽车、家电等行业成为越来越重要的焊接方式[4]。就制冷管路的铝制分配器感应钎焊而言,管路结构不方便采用闭环式感应器,多采用发卡式感应线圈,确定工件在发卡式感应线圈中的位置,关系到线圈的设计,影响到焊接的质量和效率。

本研究以T型铝管接头为例,对其在感应线圈中的钎焊位置进行研究,以期能为实际生产提供指导。

1 实验方法

1.1 实验材料与设备

本研究中所用电源设备为豪宇机电有限公司生产的HYSG-30感应钎焊设备,该设备输出端的感应器可根据实际工况匹配不同感应线圈,本文以图1所示两种发卡式感应线圈为研究对象,对T型铝管接头(图2)在其中的定位进行探索研究。T型铝管接头规格为:集气管(Φ12.7×1.2)、分歧管(Φ9.52×1.0)。铝管型号为1060铝。钎焊所用钎焊材料为4047Al-Si钎料和KF- AlF3系钎剂,采用高温钎焊工艺进行钎焊。

1.2 研究步骤

以感应器A为例研究此类感应器的温度分布特点:首先对涂有测温液的不锈钢棒进行感应加热,不锈钢棒水平放置,观察测温液(454℃)的变色情况以确定热效率最高位置;然后以10mm为间隔,在不同垂直位置(h)对涂有测温液的不锈钢棒进行加热,记录测温液初始变色位置,并记录时间。

图1图2

分别研究了T型铝管接头在感应器A和感应器B中进行感应钎焊时不同位置的钎焊效果,考虑到T型铝管接头焊接过程中焊缝受热的不均匀性以及热传导的不均匀性,着重研究了水平及垂直方向上工件的最佳位置,即在相同焊接电流条件下对不同钎焊位置(不同L和h)的同规格T型铝管接头进行感应钎焊,记录焊接时间,并评估 焊接效果。

以上焊接(感应加热)过程的工艺电流为110A,频率为17.5kHz。

2 结果与讨论

2.1 不锈钢棒模拟感应加热

表1所示为涂有测温液的不锈钢棒在不同垂直位置(h)的感应加热情况。

表1

通过实验发现,不管不锈钢棒处于何位置,垂直线圈处测温液总是最先变色(图2),说明此位置感应加热效率最高,这是由于此位置较感应器内其他位置磁感线密集,不锈钢棒切割磁感线多,产生的感应电流大,因此升温速度比较快。

图3

图3为根据表1数据所做的时间-位置曲线,从图中可以看出,随着不锈钢棒垂直位置h的增大,达到测温液变色温度(454℃)所需感应加热时间越来越短,这是由于,在感应线圈内,随着深度增加,磁场越来越强,磁感线越来越密集,感应加热的速度越来越快。

2.2 T型铝管接头感应钎焊实验

表2

表2为T型铝管接头在感应器A中钎焊位置与焊接情况的统计,从表中看出,h=10mm时,T型铝管接头均焊接失败,这是因为h=10mm处待焊部位位于磁场边缘,在感应加热时,感应线圈内靠近线圈顶部附近的磁场较强,集气管下部升温较快,而其他部位的磁场较弱,升温速度慢,在铝管到达熔点时,钎料仍未熔化导致焊接失败。

在h=35mm和h=40mm处,T型铝管接头均焊接失败,和h=10mm处不同的是损坏部位发生在分歧管,这主要是因为分歧管的截面较小,导致铝管的电阻大。随着h增大,分歧管进入感应线圈内部,分歧管比集气管升温快,同时也比钎料的升温快,导致分歧管先损坏。

在h=20mm和h=30mm处,T型铝管接头焊接成功较低,而深度25mm处,接头全部合格,焊接效果最好。从图4中可以看出,随着水平位置L的增大,焊接时间先增大后减小,其主要原因是由于垂直线圈附近磁场强,产生的热量热传导的结果。

表3

表3为T型铝管接头在感应器B中钎焊位置与焊接情况的统计,从表中看出,h=20mm时,T型铝管接头水平位置靠近垂直线圈处,集气管过热而破裂,这是因为此位置热效率较高,T型铝管接头热传导不均匀。h=30mm和h=40mm时均焊接成功,所以在此区域内,磁场比较稳定,焊接效果好,此区域为感应线圈的焊接稳定区域。

当h增大到50mm时,分歧管进入感应线圈内部,分歧管比集气管升温快,同时也比钎料的升温快,导致上部分歧管先损坏。

图4 图5

图5所示为T型铝管接头在感应器A中有效钎焊位置与焊接时间的关系图,从图中可以看出,水平方向上垂直线圈处感应钎焊热效率最高,这与不锈钢棒模拟实验结果及感应器A实验结果相符。

3 结论

(1)此类发卡式感应器热效率最高的位置

为线圈垂直线圈处。

(2)T型铝管接头应用感应器A进行感应钎焊的最佳钎焊位置为:h=25mm,L=8mm。T型铝管接头应用感应器B进行感应钎焊的最佳钎焊位置为:h=30-40mm,L=8mm(L=29mm)。

(3)对于此类T型铝管接头的感应钎焊来讲,感应器B比感应器A具有更高的钎焊效率。


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