Pematrian Induksi Tabung Aluminium

Untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi efek termal dari pemanasan logam, Induksi mematri teknologi diusulkan. Keuntungan dari teknologi ini terutama terletak pada lokasi yang tepat dari pemanasan yang dipasok ke sambungan brazing. Berdasarkan hasil simulasi numerik kemudian dimungkinkan untuk merancang parameter yang diperlukan untuk mencapai suhu mematri dalam waktu yang diinginkan. Tujuannya adalah untuk meminimalkan waktu ini untuk menghindari efek termal yang tidak diinginkan pada logam selama penyambungan metalurgi.Hasil simulasi numerik menunjukkan bahwa peningkatan frekuensi arus menghasilkan konsentrasi suhu maksimum di area permukaan logam yang bergabung. Dengan meningkatnya arus, pengurangan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu mematri diamati.

Keuntungan mematri induksi aluminium vs. obor atau mematri api

Temperatur leleh yang rendah dari logam dasar aluminium ditambah dengan jendela proses temperatur yang sempit dari paduan patri yang digunakan merupakan tantangan saat mematri obor. Kurangnya perubahan warna saat memanaskan aluminium tidak memberikan indikasi visual kepada operator braze bahwa aluminium telah mencapai suhu mematri yang tepat. Operator braze memperkenalkan sejumlah variabel saat mematri obor. Di antaranya termasuk pengaturan obor dan jenis api; jarak dari obor ke bagian yang dibrazing; lokasi nyala api relatif terhadap bagian yang disambung; dan banyak lagi.

Alasan untuk mempertimbangkan menggunakan induksi pemanas saat mematri aluminium meliputi:

  • Pemanasan cepat dan cepat
  • Terkendali, kontrol panas yang tepat
  • Panas selektif (terlokalisasi)
  • Adaptasi dan integrasi lini produksi
  • Kehidupan perlengkapan yang ditingkatkan dan kesederhanaan
  • Sambungan brazing yang dapat diulang dan andal
  • Keamanan yang ditingkatkan

Keberhasilan mematri induksi komponen aluminium sangat bergantung pada perancangan kumparan pemanas induksi untuk memfokuskan energi panas elektromagnetik ke area yang akan dibrazing dan memanaskannya secara merata sehingga paduan braze meleleh dan mengalir dengan baik. Kumparan induksi yang dirancang dengan tidak benar dapat menyebabkan beberapa area menjadi terlalu panas dan area lain tidak menerima energi panas yang cukup sehingga menghasilkan sambungan braze yang tidak lengkap.

Untuk sambungan tabung aluminium brazing yang khas, operator memasang cincin braze aluminium, sering kali mengandung fluks, pada tabung aluminium dan memasukkannya ke tabung lain yang diperluas atau fitting blok. Bagian-bagian tersebut kemudian ditempatkan ke dalam kumparan induksi dan dipanaskan. Dalam proses normal, logam pengisi braze meleleh dan mengalir ke antarmuka sambungan karena aksi kapiler.

Mengapa komponen aluminium braze induksi vs. torch braze?

Pertama, sedikit latar belakang tentang paduan aluminium umum yang lazim saat ini dan patri dan solder aluminium umum yang digunakan untuk penyambungan. Mematri komponen aluminium jauh lebih menantang daripada mematri komponen tembaga. Tembaga meleleh pada 1980 ° F (1083 ° C) dan berubah warna saat dipanaskan. Paduan aluminium yang sering digunakan dalam sistem HVAC mulai meleleh pada suhu sekitar 1190°F (643°C) dan tidak memberikan isyarat visual apa pun, seperti perubahan warna, saat dipanaskan.

Kontrol suhu yang sangat tepat diperlukan karena perbedaan suhu leleh dan suhu mematri untuk aluminium, tergantung pada logam dasar aluminium, logam pengisi braze, dan massa komponen yang akan dibrazing. Misalnya, Perbedaan suhu antara suhu solidus dari dua paduan aluminium umum, aluminium seri 3003, dan aluminium seri 6061, dan suhu cairan paduan braze BAlSi-4 yang sering digunakan adalah 20°F – jendela proses suhu yang sangat sempit, sehingga memerlukan kontrol yang tepat. Pemilihan paduan dasar sangat penting dengan sistem aluminium yang sedang dibrazing. Praktik terbaik adalah mematri pada suhu di bawah suhu solidus dari paduan penyusun komponen yang dibrazing bersama.

Klasifikasi AWS A5.8Komposisi Kimia NominalSolidus °F (°C)Likuidus °F(°C)Suhu mematri
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

Perlu dicatat bahwa korosi galvanik dapat terjadi antara daerah yang kaya seng dan aluminium. Seperti terlihat pada grafik galvanik pada Gambar 1, seng kurang mulia dan cenderung anodik dibandingkan dengan aluminium. Semakin rendah beda potensial, semakin rendah laju korosi. Perbedaan potensial antara seng dan aluminium minimal dibandingkan dengan potensi antara aluminium dan tembaga.

Fenomena lain ketika aluminium dibrazing dengan paduan seng adalah pitting. Sel lokal atau korosi lubang dapat terjadi pada logam apa pun. Aluminium biasanya dilindungi oleh film tipis dan keras yang terbentuk di permukaan ketika mereka terkena oksigen (aluminium oksida) tetapi ketika fluks menghilangkan lapisan oksida pelindung ini, pembubaran aluminium dapat terjadi. Semakin lama logam pengisi tetap cair, semakin parah pembubarannya.

Aluminium membentuk lapisan oksida yang keras selama mematri, sehingga penggunaan fluks sangat penting. Komponen aluminium fluks dapat dilakukan secara terpisah sebelum mematri atau paduan aluminium mematri yang mengandung fluks dapat digabungkan ke dalam proses mematri. Tergantung pada jenis fluks yang digunakan (korosif vs non-korosif), langkah tambahan mungkin diperlukan jika residu fluks harus dihilangkan setelah mematri. Konsultasikan dengan pabrikan brazing dan flux untuk mendapatkan rekomendasi paduan dan fluks brazing berdasarkan bahan yang disambung dan suhu mematri yang diharapkan.

 

Pematrian Induksi Tabung Aluminium