論感應(yīng)釬焊技術(shù)

《特種連接方法及工藝》論文——論感應(yīng)釬焊技術(shù)姓名：學(xué)號：班級：論感應(yīng)釬焊技術(shù)摘要：眾所周知，釬焊是一種材料焊接技術(shù)。而且在使用得當(dāng)?shù)那闆r下，釬焊實際上是一種強大的業(yè)務(wù)工具——一種可以降低成本、提高產(chǎn)量并改進產(chǎn)品質(zhì)量的工具，而感應(yīng)焊接技術(shù)恰恰又是其中的佼佼者。本文綜述了感應(yīng)釬焊的概況、國內(nèi)外感應(yīng)釬焊的發(fā)展研究現(xiàn)狀、感應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用、感應(yīng)技術(shù)的發(fā)展趨勢方面的情況，對該焊接方法的特點、優(yōu)勢和設(shè)備，以及所需釬料和釬劑，釬接接頭形式以及接頭，在釬焊操作中應(yīng)該注意的安全問題。希望對感應(yīng)釬焊技術(shù)的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用有一個比較全面的了解。關(guān)鍵詞：感應(yīng)釬焊；設(shè)備；釬料和釬劑；方法；應(yīng)用引言感應(yīng)釬焊是利用交變磁場—電場感應(yīng)現(xiàn)象，場中的工件上的渦流效應(yīng)對工件進行加熱，使釬料熔化，液態(tài)釬料在毛細(xì)作用下填充間隙從而實現(xiàn)釬焊的一種方法。與其它釬焊方法相比，感應(yīng)釬焊具有獨到的特點：加熱速度快，易于實現(xiàn)局部加熱，可實現(xiàn)熱量的集中，溫度易控制，易于實現(xiàn)自動化，而這些特點也使感應(yīng)加熱更符合目前社會市場的快速、敏捷、低成本的市場要求。近年來，感應(yīng)釬焊子啊工業(yè)中的應(yīng)用越來越受到人們的額重視。感應(yīng)釬焊是利用交變磁場—電場感應(yīng)現(xiàn)象，場中的攻堅上的渦流效應(yīng)對工件進行加熱，使釬料融化，液態(tài)釬料在毛細(xì)作用下填充間隙從而實現(xiàn)釬焊的一種方法。感應(yīng)加熱釬焊是利用高頻、中頻或工頻感應(yīng)電流作為熱源的一種焊接方法，主要特點是依靠工件在交流電的交變磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流的電阻熱來加熱，具體正確設(shè)計和選用的原則是：感應(yīng)線圈應(yīng)有與焊接工件相適應(yīng)的外形，盡量減少感應(yīng)線圈本身和焊件之間的間隙，以便提高加熱效率。為了使焊件加熱平穩(wěn)、均勻，防止焊件尖角處發(fā)生局部過熱，應(yīng)當(dāng)合理選擇感應(yīng)線圈的匝數(shù)和感應(yīng)電流的交變頻率等參數(shù)。（圖1）當(dāng)然，還有許多尺寸、形狀、輪廓、現(xiàn)券數(shù)量、線圈間距和其他參數(shù)沒有標(biāo)出。每一種基本設(shè)計具有適合于各部件幾何尺寸的特色。實際上，感應(yīng)線圈是為每一種特殊應(yīng)用設(shè)計的。當(dāng)必須釬焊大小不一截面的部件時，可以通過合并各種基本形式，來調(diào)節(jié)加熱方式的。2.1—2感應(yīng)發(fā)生器的形式和規(guī)格接頭區(qū)域的溫度明顯的受到加熱速度的影響，加熱速度取決于感應(yīng)發(fā)生器的規(guī)格和控制線圈中交流電的能力。低功率一般減少加熱速度，提供了熱傳導(dǎo)的時間愛你，平衡了加熱區(qū)域的溫度。常用的三種感應(yīng)發(fā)生器形式是：電動機、固態(tài)和擺管發(fā)生器。固態(tài)裝置單元的頻率范圍在10kHz以下，一般用于代替電動機單元。具有幾百千瓦功率的固態(tài)單元輸出頻率可達到50kHz，能夠產(chǎn)生100~200kHz的產(chǎn)品最近已被產(chǎn)出。2.1—3感應(yīng)發(fā)生器尺寸加熱速度能夠通過感應(yīng)發(fā)生器輸出功率來計算，達到所規(guī)劃產(chǎn)品范圍的加熱器容量的計算是很重要的。一般都，給定應(yīng)用所要求的最小規(guī)格感應(yīng)發(fā)生器最好通過試驗確定。然后，初步的估算可以考慮以下因素：⑴將要連接的部件所吸引的功率；⑵工件上輻射的功率；⑶所要求的生產(chǎn)速度，假設(shè)線圈設(shè)計和發(fā)生器與工作負(fù)載知啊今的偶和良好。工件每秒吸收的熱量，可以通過以下公式進行計算，即P=WTc/0.43t（kW）式中W—加熱材料的質(zhì)量，包括感應(yīng)線圈加熱的材料和參與熱導(dǎo)的材料kgT—上升的溫度℉c—材料的平均比熱容J/（kg·℉）t—滿足產(chǎn)品要求的加熱時間s不合理的功率水平的選擇，會導(dǎo)致感應(yīng)釬焊難度增加。通常是加熱速度過快，當(dāng)感應(yīng)釬焊異種材料時，非?？斓募訜崴俣葦U大了電導(dǎo)率和熱傳導(dǎo)的影響。2.1—4感應(yīng)釬焊用夾具和工件的傳輸、耦合裝置感應(yīng)釬焊時往往需要一些輔助工具來夾持和定位焊件，在設(shè)計夾具時應(yīng)注意的是，與感應(yīng)圈鄰近的夾具零件不應(yīng)使用金屬，以免被感應(yīng)加熱。感應(yīng)釬焊時，可使用箔狀、絲狀、粉狀和膏狀釬料，安置的釬料不宜形成封閉環(huán)，可采用釬劑和氣體介質(zhì)去膜。感應(yīng)線圈與工件的耦合對加熱的影響也比較明顯。原則上講，感應(yīng)線圈與工件的耦合，越緊越好，這時加熱效率最高，加熱均勻程度也比較好；當(dāng)感應(yīng)線圈與工件距離較大，即屬于松耦合時，加熱均勻程度進一步下降。當(dāng)感應(yīng)線圈與工件的距離較大時，改變感應(yīng)線圈的形狀與節(jié)距，則能改善加熱形態(tài)，如增加感應(yīng)線圈中間圈的直徑或采用不等的節(jié)距。對于多匝內(nèi)熱式感應(yīng)線圈，為改善加熱形態(tài)，也可用直徑變化的感應(yīng)線圈。對于單匝外熱式感應(yīng)線圈，可采用改變感應(yīng)線圈面積的法達到均勻的目地。2.2感應(yīng)釬焊的釬料和釬劑2.2—1感應(yīng)釬焊用焊料在市場上可以買到很多的釬料，均可用于各種材料的感應(yīng)釬焊，并且可以提供在特殊場合下滿足特殊要求的產(chǎn)品。設(shè)和于感應(yīng)釬料的基本要求如下：⑴能夠濕潤兵合金化將要連接的表面；⑵熔點低于被連接部件的熔點；⑶靠毛細(xì)作用，適當(dāng)?shù)牧鲃有钥梢允光F料填滿縫隙；⑷接頭具有合適的強度、導(dǎo)電性、抗腐蝕性，滿足應(yīng)用中的機械、電氣、化學(xué)特點。許多釬料可以采用感應(yīng)釬焊連接，包括碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵，還有銅及銅合金、鎳和耐熱合金、鈦、鉬合金以及其他材料。許多釬料可以滿足釬焊合金比金屬熔點低以及連接表面合金化的要求。2.2—2感應(yīng)焊接用釬劑欲清理對于加工理想的鉛焊接頭是必要的。將要釬焊的表面在加熱之前進行化學(xué)清理，以清除熱處理附著物、腐蝕產(chǎn)物和油脂。欲清理過的接頭區(qū)域應(yīng)盡可能快的用釬劑處理，防止在空氣中加熱氧化，避免在搬運和暴露中污染。含有氟鹽和堿，有時還含有鉀的焊劑，尤其是使用銀釬料時，一般可用在感應(yīng)釬焊上，這些焊劑一般以膏狀形式使用，用刷子或用自動處理設(shè)備噴灑在工件上。這些釬劑也促進了濕潤性和釬料在熔點以上的流動性。3感應(yīng)釬焊常用的工藝、方法和應(yīng)用感應(yīng)加熱可以有選擇地進行，允許使用者在較小。在需要把熱量約束在工件上的特定區(qū)域進行局部加熱時，感應(yīng)加熱釬焊比其他釬焊方法具有更多優(yōu)勢。由于熱量高度的局域性，焊點快速達到熔融所需溫度而不必冒損壞工件的危險，因此，感應(yīng)加熱釬焊更節(jié)約，并且由于其高度可重復(fù)性，非常適合自動化、大規(guī)模生產(chǎn)工藝。感應(yīng)釬焊高頻（150—700kHz）焊件釬焊處的加熱是靠在交變磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流的電阻熱來實現(xiàn)廣泛用于釬焊鋼、銅、及銅合金、高溫合金等的具有對稱形狀的焊件中頻（1—10kHz）工頻（很少用于釬焊）3.1高頻感應(yīng)焊接高頻感應(yīng)加熱釬焊利用高頻交流電來實現(xiàn)釬焊。要獲得良好的釬焊接頭，須考慮釬料的熔化，分布及熔化的同時性，分布的均勻性，這些都涉及到熱量的獲?。óa(chǎn)生）、釬料不同部位所得熱量及相應(yīng)溫度場的分布等，這些都與感應(yīng)器和工件的匹配有關(guān)。高頻感應(yīng)焊接可以節(jié)能，這是因為加熱能量集中在焊點上。最常見的應(yīng)用途徑是高速焊管，它充分利用了局部加熱和易于控制這兩個特點。高頻加熱適合于焊接薄壁管件，采用同軸電纜和分合式感應(yīng)器，特別適用于大型構(gòu)件，如火箭上需要拆卸的管道接頭的焊接。而且，至今高頻感應(yīng)釬焊仍是金剛石鋸片焊接的主要方法，因為，該方法節(jié)能環(huán)保無污染，效率高，勞動強度低，因而實用前景非常廣，已廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空、電子和醫(yī)藥，以及白色家電行業(yè)等領(lǐng)域3.2中頻感應(yīng)焊接中頻感應(yīng)焊接的特點:1、加熱速度快，氧化脫碳少，由于中頻感應(yīng)加熱的原理為電磁感應(yīng)，其熱量是由于工件自身產(chǎn)生。2、加熱均勻，溫度控制精度高保證加熱芯表溫差小，通過溫度控制系統(tǒng)可對溫度進行精確控制，保證產(chǎn)品重復(fù)精度。中頻感應(yīng)釬焊設(shè)備可以代替氧乙炔加熱、煤炭烘爐加熱、箱式電爐加熱等落后的加熱手段，進行釬焊和淬火熱處理?？梢詷O大的提高產(chǎn)品質(zhì)量，有效的節(jié)省60%以上電能，改善勞動條件。中頻感應(yīng)釬焊設(shè)備是將表面清洗好的工件以搭接型式裝配在一起，把釬料放在接頭間隙附近或接頭間隙之間。當(dāng)工件與釬料被加熱到稍高于釬料熔點溫度后，釬料熔化（工件未熔化），并借助毛細(xì)管作用被吸入和充滿固態(tài)工件間隙之間，液態(tài)釬料與工件金屬相互擴散溶解，冷疑后即形成釬焊接頭。可用于電機轉(zhuǎn)子端環(huán)、閥門、電氣觸頭等零部件的焊接?？傊袘?yīng)釬焊適合于釬焊鋼、鋁、黃銅、銅合金、不銹鋼、高溫合金、鐵和鑄鐵等具有對稱形狀的焊件，特別適用于管件的套接，管子和法蘭，軸和軸套等類似接頭形式的連接。4感應(yīng)釬焊的安全事項在過去的幾十年中，感應(yīng)釬焊在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越多，安全事項只要體現(xiàn)在如下幾個方面：⑴電氣設(shè)備⑵含有腐蝕釬劑⑶熱的材料⑷在控制氣氛釬焊中潛在的爆炸危險⑸在清洗和工藝中使用的化學(xué)品主要預(yù)防措施有：⑴為接通發(fā)生器提供安全的開關(guān)⑵在感應(yīng)線圈上涂層，用膠囊包著，機械覆蓋⑶隔離機頭和其他附屬電氣設(shè)備5結(jié)束語由此可見感應(yīng)釬焊技術(shù)不僅可以應(yīng)用于大機械的釬焊，還可以完成各種高精度復(fù)雜零件的焊接，這種焊接技術(shù)具有很高的效率，對被連接母材適用性廣。由于它的這些優(yōu)點解決了實