Индукционная пайка

Индукционная пайка — это процесс, при котором два или более материалов соединяются вместе с помощью присадочного металла, имеющего более низкую температуру плавления, чем основные материалы, с использованием индукционного нагрева . При индукционном нагреве обычно черные материалы быстро нагреваются за счет электромагнитного поля , создаваемого переменным током индукционной катушки .

Материалы и приложения

«Индукционная пайка подходит для многих металлических материалов, при этом магнитные материалы нагреваются легче. В случае керамических материалов нагрев, скорее всего, будет происходить за счет проводимости от окружающих металлических частей или использования токоприемника» (Сью Данкертон, 1).

По данным прикладных лабораторий Ambrell Group, говоря о присадочных металлах : Серебро часто используется для индукционной пайки из-за его низкой температуры плавления. серебро-медь Эвтектические припои имеют температуру плавления от 1100°F до 1650°F. Алюминиевая пайка, наименее распространенная, имеет температуру плавления от 1050 до 1140°F. Медный припой, самый дешевый, имеет температуру плавления от 1300 до 2150°F. (п1)

Наполнитель можно наносить вручную, но из-за более распространенного полуавтоматического производства чаще используется соединение с предварительным натягом, чтобы ускорить операцию и помочь сохранить более равномерное соединение.

Преимущества

Существуют определенные причины использовать индукционный нагрев для промышленной пайки. К ним относятся селективный нагрев, лучшее качество соединения, снижение окисления и кислотной очистки, более быстрые циклы нагрева, более стабильные результаты и пригодность для крупносерийного производства.

Селективное отопление

Индукционный нагрев может быть направлен на обеспечение тепла очень небольших участков в пределах жестких производственных допусков. Нагреваются только те участки детали, которые находятся в непосредственной близости от стыка; остальная часть не затрагивается. Поскольку прямого контакта с деталью нет, вероятность поломки отсутствует. Срок службы крепления существенно увеличивается, поскольку устраняются проблемы, возникающие из-за многократного воздействия тепла (например, деформация и усталость металла). Это преимущество становится особенно важным при высокотемпературных процессах пайки.

Благодаря эффективной конструкции змеевика, тщательному креплению и равномерному размещению деталей можно одновременно обеспечивать нагрев разных участков одной и той же детали.

Более качественные соединения

Индукционный нагрев обеспечивает чистые, герметичные швы, предотвращая растекание наполнителя в местах, где он не должен течь. Эта способность создавать чистые и контролируемые соединения является одной из причин того, что индукционная пайка широко используется для высокоточных и надежных приложений.

Снижение окисления и очистка

Нагрев пламенем в обычной атмосфере вызывает окисление, накипь и накопление нагара на деталях. Для очистки деталей традиционно требовалось применение разжижающего соединения флюса и дорогостоящих кислотных чистящих ванн. Вакуумные печи периодического действия решают эти проблемы, но имеют собственные существенные ограничения из-за больших размеров, низкой эффективности и отсутствия контроля качества. Индукционная пайка снижает потребность в окислении и дорогостоящей очистке, особенно при использовании цикла быстрого охлаждения.

Быстрые циклы нагрева

Поскольку цикл индукционного нагрева очень короткий по сравнению с пайкой пламенем, за то же время можно обработать больше деталей, а в окружающую среду выделяется меньше тепла. «Система индукционной пайки быстро подает высоко локализованное тепло, чтобы минимизировать коробление и деформацию детали. Пайка в контролируемом вакууме или в инертной защитной атмосфере может значительно улучшить общее качество детали и исключить дорогостоящие процедуры очистки детали» («Индукционная атмосфера», 1).

Стабильные результаты

Индукционная пайка — это процесс с высокой повторяемостью, поскольку такие переменные, как время, температура, сплав, крепление и расположение детали, можно легко контролировать. Внутренний источник питания ВЧ-источника питания можно использовать для контроля времени цикла, а контроль температуры можно осуществлять с помощью пирометров, визуальных датчиков температуры или термопар.

Для процессов, которые включают средние и большие объемы производства одних и тех же деталей, часто используется автоматизированная система обработки деталей для дальнейшего повышения согласованности и максимизации производительности. По большей части индукционная пайка и пайка выполняются на открытом воздухе, но при необходимости их можно выполнять и в контролируемой атмосфере, чтобы обеспечить полную чистоту деталей и отсутствие окисления. Индукционная пайка обычно лучше всего работает с двумя кусками одинакового металла. Разнородные металлы также можно соединить индукционным нагревом, но они требуют особого внимания и техники. Это связано с различиями в удельном сопротивлении материалов, относительной магнитной проницаемости и коэффициентах теплового расширения. (п1)

Общие температуры и время

Процесс	Время	Температура (°F)
Пайка труб из нержавеющей стали	20 секунд	1330°F
Пайка ортодонтических деталей из нержавеющей стали	1 секунда	1300°Ф
Пайка гидравлических шлангов в сборе	7 секунд	2200°Ф
Припайка дозирующих пластин к лопаткам турбины никелем	5 минут	2000°Ф
Пайка медных трубок в сборе	45 секунд	1450°Ф
Пайка нержавеющей стали с латунью	7 секунд	1325°F
Пайка нержавеющей стали с титаном	80 секунд	2000°Ф
Стоматологические инструменты для пайки нержавеющей стали	10 секунд	1400°F(p1)

Источник:

Ссылки

• Данкертон, С. (2001). Индукционная пайка . Получено 19 апреля 2008 г. из Центра объединения материалов TWI.
• «Атмосферы, индукционная пайка» . Решения для индукционного нагрева «под ключ». Архивировано из оригинала 24 марта 2012 г. Проверено 24 апреля 2008 г.