感應(yīng)釬焊分析

1、第六章 感應(yīng)釬焊 第六章 感應(yīng)釬焊 一些產(chǎn)品的零部件可以通過(guò)感應(yīng)釬焊來(lái)進(jìn)行連接，作為最后一道工序完成加工。連接區(qū)域的部件，包括將要被連接的部件表面，可以有選擇的加熱到釬焊溫度。感應(yīng)釬焊是靠感應(yīng)線圈或感應(yīng)器使接頭內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電能實(shí)現(xiàn)加熱的。近年來(lái)，感應(yīng)釬焊在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視。第六章 感應(yīng)釬焊 6.1 6.1 感應(yīng)釬焊的特點(diǎn)及應(yīng)用感應(yīng)釬焊的特點(diǎn)及應(yīng)用6.1.1 感應(yīng)釬焊的加熱方式 感應(yīng)釬焊是通過(guò)感應(yīng)電流加熱的，感應(yīng)電流流過(guò)工件時(shí)的電阻熱是主要熱源，有時(shí)被稱做12R損耗。如果部件是一個(gè)電導(dǎo)體，被放置有快速變化的交變電流流動(dòng)的感應(yīng)線圈的電磁場(chǎng)中時(shí)，電阻熱將發(fā)生在每個(gè)部件上，如圖61所示

2、。 感應(yīng)電流在工件表面上是最大的，向內(nèi)部逐步減小。因此，在高頻情況下，表面熱可能具有最高的功率密度(kWC表面)。 實(shí)際工件的加熱深度取決于頻率和所感應(yīng)的表面開(kāi)始發(fā)熱后的加熱速度。感應(yīng)釬焊通常應(yīng)用相對(duì)較低的功率密度0080.24kWcm，以防止產(chǎn)生過(guò)量的表面熱。感應(yīng)加熱的主要目的是將局部加熱的接頭區(qū)域達(dá)到所需的恒定溫度。第六章 感應(yīng)釬焊 第六章 感應(yīng)釬焊 6.1.2 感應(yīng)釬焊的優(yōu)點(diǎn) 選擇感應(yīng)電流作為熱源，充分利用局部加熱的方式對(duì)工件進(jìn)行加熱，通常可以減少構(gòu)件的性能變化。 精確的加熱控制，精確穩(wěn)定的工藝循環(huán)，提供了外觀平整、光滑、均勻的接頭。 加熱速度快，正常的感應(yīng)加熱循環(huán)因?yàn)榧訜崴俣瓤?，變色輕

3、并避免結(jié)垢，般來(lái)說(shuō)允許在空氣中加熱。第六章 感應(yīng)釬焊 在需要時(shí)，感應(yīng)器和控制箱可采用柔性連接(見(jiàn)圖62)，滿足在工件移動(dòng)的過(guò)程中釬焊接頭。 使用感應(yīng)釬焊可減少和簡(jiǎn)化夾持工裝。感應(yīng)釬焊的加熱范圍小，增加了所用工裝的壽命，保持了被連接部件的尺寸精度。 產(chǎn)量不高時(shí)，如果有現(xiàn)成的感應(yīng)發(fā)生器，用銅管制成的簡(jiǎn)單的感應(yīng)器也可以很經(jīng)濟(jì)的完成感應(yīng)釬焊操作。第六章 感應(yīng)釬焊 6.1.3 感應(yīng)釬焊的缺點(diǎn) 配套系統(tǒng)復(fù)雜。 部件的裝配難度大。 設(shè)備的初裝費(fèi)用高。 需要專門知識(shí)。第六章 感應(yīng)釬焊 6.1.4 感應(yīng)釬焊的應(yīng)用 感應(yīng)釬焊廣泛使用于消費(fèi)品、工業(yè)產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)組件、電力和電子產(chǎn)品、微型設(shè)備、機(jī)器和手工工具以及空間部件

4、等。 圖6.3和圖6.4所示為紫銅件構(gòu)成的管件靠感應(yīng)釬焊組合在一起，使用BCu91PAg釬料環(huán)不使用釬劑。第六章 感應(yīng)釬焊 6.2 6.2 感應(yīng)釬焊的設(shè)備感應(yīng)釬焊的設(shè)備 感應(yīng)釬焊所用的設(shè)備主要由兩部分組成，即交流電源和感應(yīng)圈。此外還有夾持和定位零件所需用輔助夾具圖6.5和圖6.6分別表示感應(yīng)釬焊裝置的原理和感應(yīng)圈型式。第六章 感應(yīng)釬焊 第六章 感應(yīng)釬焊 用于釬焊的交流電源主要是中頻和高頻，工頻很少直接用于釬焊。中頻電源可以是電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組，也可以是固體變頻設(shè)備，它們適用于釬焊大厚件。常用的高頻電源是真空管振蕩器。真空管振蕩器能產(chǎn)生的頻率范圍200kHz8MHz，一般最常用的設(shè)備頻率為1506

5、00 kHz。頻率越高，加熱越迅速，特別適用于釬焊薄件。如果采取靈活的操作手段，也可釬焊較厚的工件，因此得到廣泛采用。第六章 感應(yīng)釬焊 感應(yīng)圈是感應(yīng)釬焊設(shè)備的重要器件，交流電源的能量是通過(guò)它傳給焊件而實(shí)現(xiàn)加熱的。因此感應(yīng)圈的結(jié)構(gòu)是否合理，對(duì)于釬焊質(zhì)量和提高生產(chǎn)率有重大影響。正確設(shè)計(jì)和選用感應(yīng)器的基本原則是保證焊件加熱迅速、均勻及效率高。通常感應(yīng)圈均用純銅管（圓管或扁管）制作，工作時(shí)管內(nèi)通水冷卻；管壁厚度應(yīng)不小于電流滲透深度，一般為11.5mm。感應(yīng)圈與焊件之間應(yīng)保持間隙以避免短路。為了提高加熱效率，應(yīng)盡量減少圈匝間及與焊件的無(wú)用間隙。為此，圈應(yīng)制成與所釬焊接頭相似的形狀，并與焊件保持不大于3m

6、m的均勻間隙。但對(duì)于壁厚不均的焊件或非圓形焊件，有時(shí)也可借調(diào)節(jié)感應(yīng)圈與焊件的間隙來(lái)保證較均勻的加熱。感應(yīng)圈的匝間距離一般取為管徑的0.51倍。應(yīng)盡可能采用外熱式感應(yīng)圈，這是由于電流的環(huán)向效應(yīng)，使外熱式感應(yīng)圈比內(nèi)熱式感應(yīng)圈的加熱效率高。第六章 感應(yīng)釬焊 第六章 感應(yīng)釬焊 感應(yīng)釬焊時(shí)，為保證裝配準(zhǔn)確性及與感應(yīng)圈相對(duì)的位置，往往需要一些輔助夾具來(lái)夾持和定位焊件。它們對(duì)于提高生產(chǎn)率和保證釬焊質(zhì)量有重要作用。特別是在自動(dòng)和半自動(dòng)感應(yīng)釬焊設(shè)備中已經(jīng)發(fā)展為一套復(fù)雜裝置。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)注意的是，與感應(yīng)圈臨近的夾具零件不應(yīng)使用金屬，以免被感應(yīng)加熱。第六章 感應(yīng)釬焊 第六章 感應(yīng)釬焊 6.3 6.3 感應(yīng)釬焊方法

7、的分類感應(yīng)釬焊方法的分類 感應(yīng)釬焊可分為手工的、半自動(dòng)的和自動(dòng)的三種方式。手工感應(yīng)釬焊時(shí)，焊件的裝卸、釬焊過(guò)程的實(shí)施和調(diào)節(jié)都靠手工操作。這種方式只適用于簡(jiǎn)單焊件的小批量生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率低，對(duì)工人的技術(shù)水平要求高，但它具有較大的靈活性。例如，當(dāng)釬焊設(shè)備技術(shù)規(guī)格不合適而又需釬焊厚件時(shí)，有時(shí)可借斷續(xù)通電加熱來(lái)解決。半自動(dòng)感應(yīng)釬焊，焊件的裝卸和通電加熱仍靠人來(lái)操作，但釬焊過(guò)程的斷電結(jié)束是借助于時(shí)間繼電器或光電控制器自動(dòng)控制。自動(dòng)感應(yīng)釬焊使用的感應(yīng)圈是盤式或隧道式。工作時(shí)感應(yīng)圈一直通電，利用傳動(dòng)帶或轉(zhuǎn)盤把焊件連續(xù)送入感應(yīng)圈中。焊件所需的加熱是靠調(diào)整傳送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度控制焊件在感應(yīng)圈中的時(shí)間來(lái)保證。這種方

8、式的生產(chǎn)率高，主要用于小件的大批量生產(chǎn)。 第六章 感應(yīng)釬焊 6.4 6.4 感應(yīng)釬焊的材料感應(yīng)釬焊的材料 釬焊件的裝配間隙大小對(duì)釬縫的力學(xué)性能有很大的影響。推薦的裝配間隙值見(jiàn)表6.1.感應(yīng)釬焊時(shí)，焊件置于感應(yīng)圈中或近旁，難以送進(jìn)釬料。因此宜在裝配時(shí)預(yù)先把釬料和釬劑放好?？墒褂貌瓲?、絲狀、粉狀和膏狀的釬料。放置的釬料不宜形成封閉環(huán)，以免因自身的感應(yīng)電流加熱而過(guò)早熔化。由于加熱迅速，應(yīng)注意選用毛細(xì)性好的釬料。第六章 感應(yīng)釬焊 表6.1 感應(yīng)釬焊推薦裝配間隙表 （mm）注：1.表內(nèi)數(shù)值系徑向間隙值； 2.零件的尺寸減小，則間隙可選擇下限間隙值，反之亦然； 3.采用與被釬焊金屬物理化學(xué)性質(zhì)相差較大的釬焊時(shí)，可選擇上限間隙值； 4.異種材料釬焊時(shí)，考試到膨脹系數(shù)的差異，表值應(yīng)視為在 釬焊加熱狀態(tài)下的實(shí)際間隙。第六章 感應(yīng)釬焊 感應(yīng)釬焊可在空氣中、保護(hù)氣氛和真空中進(jìn)行。采用釬劑介質(zhì)去膜時(shí)，可使用液態(tài)和膏狀的釬劑。采用氣體介質(zhì)去膜時(shí)，焊件需置于容器中，感應(yīng)圈的安放方式有兩種：一種是置于容器外，靠感應(yīng)器來(lái)加熱焊件。此時(shí)，容器材料應(yīng)是導(dǎo)體。另一方式感應(yīng)圈置于容器