Brasatura a induzione - Induction brazing

La brasatura a induzione è un processo in cui due o più materiali vengono uniti insieme da un metallo d'apporto che ha un punto di fusione inferiore rispetto ai materiali di base che utilizzano il riscaldamento a induzione . Nel riscaldamento a induzione, i materiali solitamente ferrosi vengono riscaldati rapidamente dal campo elettromagnetico creato dalla corrente alternata da una bobina di induzione .

Materiali e applicazioni

"La brasatura a induzione è adatta per molti materiali metallici, con materiali magnetici che vengono riscaldati più prontamente. Dove sono coinvolti materiali ceramici , il riscaldamento molto probabilmente avverrà per conduzione dalle parti metalliche circostanti, o per l'uso di un suscettore" (Sue Dunkerton, 1).

Secondo Ambrell Group Application Labs parlando di metalli d' apporto : l' argento è spesso utilizzato per la brasatura a induzione a causa del suo basso punto di fusione. I brasati eutettici argento-rame hanno temperature di fusione comprese tra 1100 ° F e 1650 ° F. La brasatura in alluminio, la meno comune, ha una temperatura di fusione compresa tra 1050 ° F e 1140 ° F. La brasatura in rame, la meno costosa, ha una temperatura di fusione compresa tra 1300 ° F e 2150 ° F. (p1)

Lo stucco può essere applicato manualmente ma a causa della più comune produzione semiautomatica è più comunemente utilizzato un giunto precaricato per velocizzare l'operazione e aiutare a mantenere un legame più uniforme.

Benefici

Ci sono ragioni specifiche per utilizzare il riscaldamento a induzione per la brasatura industriale. Questi includono riscaldamento selettivo, migliore qualità del giunto, ossidazione ridotta e pulizia acida, cicli di riscaldamento più rapidi, risultati più coerenti e idoneità per la produzione di grandi volumi.

Riscaldamento selettivo

Il riscaldamento a induzione può essere mirato a fornire calore ad aree molto piccole entro strette tolleranze di produzione. Vengono riscaldate solo le aree della parte in prossimità del giunto; il resto della parte non viene influenzato. Poiché non c'è contatto diretto con la parte, non c'è possibilità di rottura. La durata dell'attrezzatura è notevolmente aumentata perché vengono eliminati i problemi dovuti alla ripetuta esposizione al calore (come la distorsione e l'affaticamento del metallo). Questo vantaggio diventa particolarmente importante con i processi di brasatura ad alta temperatura.

Con un design efficiente della bobina, un fissaggio accurato e un posizionamento coerente delle parti, è possibile fornire calore simultaneamente in diverse aree della stessa parte

Giunti di migliore qualità

Il riscaldamento a induzione produce giunti puliti ea prova di perdite impedendo al riempitivo di scorrere in aree che non dovrebbe scorrere. Questa capacità di creare giunti puliti e controllabili è uno dei motivi per cui la brasatura a induzione viene ampiamente utilizzata per applicazioni ad alta precisione e alta affidabilità.

Riduzione dell'ossidazione e della pulizia

Il riscaldamento della fiamma in un'atmosfera normale provoca ossidazione, incrostazioni e accumulo di carbonio sulle parti. Per pulire le parti, sono state tradizionalmente necessarie applicazioni di flusso che indebolisce le articolazioni e costosi bagni di pulizia con acidi. I forni sottovuoto a lotti risolvono questi problemi, ma hanno limitazioni significative a causa delle loro grandi dimensioni, scarsa efficienza e mancanza di controllo di qualità. La brasatura a induzione riduce sia l'ossidazione che le costose esigenze di pulizia, soprattutto quando si utilizza un ciclo di raffreddamento rapido.

Cicli di riscaldamento rapidi

Poiché il ciclo di riscaldamento a induzione è molto breve rispetto alla brasatura a fiamma, più parti possono essere lavorate nello stesso lasso di tempo e meno calore viene rilasciato nell'ambiente circostante. “Un sistema di brasatura a induzione fornisce rapidamente calore altamente localizzato per ridurre al minimo la deformazione e la distorsione delle parti. La brasatura in un vuoto controllato o in un'atmosfera protettiva inerte può migliorare significativamente la qualità complessiva delle parti ed eliminare costose procedure di pulizia delle parti ”(Induction Atmospheres, 1).

Risultati costanti

La brasatura a induzione è un processo molto ripetibile perché variabili come tempo, temperatura, lega, fissaggio e posizionamento delle parti sono molto controllabili. L'alimentazione interna dell'alimentatore RF può essere utilizzata per controllare il tempo di ciclo e il controllo della temperatura può essere effettuato con pirometri, sensori di temperatura visivi o termocoppie.

Per i processi, che comportano cicli di produzione medio-alti degli stessi pezzi, viene spesso utilizzato un sistema automatizzato di gestione dei pezzi per migliorare ulteriormente la consistenza e massimizzare la produttività. Per la maggior parte, la brasatura e saldatura a induzione viene eseguita in un ambiente all'aperto ma può essere eseguita anche in atmosfera controllata quando necessario per mantenere le parti completamente pulite e prive di ossidazioni. La brasatura a induzione generalmente funziona meglio con due pezzi di metallo simile. Metalli dissimili possono anche essere uniti mediante riscaldamento a induzione, ma richiedono un'attenzione e tecniche speciali. Ciò è dovuto alle differenze nella resistività dei materiali, nella permeabilità magnetica relativa e nei coefficienti di espansione termica. (p1)

Temperature e tempi generali

Processi Tempo Temperatura (° F)
Brasatura di tubi in acciaio inossidabile 20 secondi 1330 ° F
Brasatura di parti ortodontiche in acciaio inossidabile 1 secondo 1300 ° F
Brasatura di tubi flessibili idraulici 7 secondi 2200 ° F
Piastre dosatrici per brasatura alle pale della turbina con nichel Cinque minuti 2000 ° F
Brasatura di assemblaggi di tubi in rame 45 secondi 1450 ° F
Brasatura dell'acciaio inossidabile all'ottone 7 secondi 1325 ° F
Brasatura dell'acciaio inossidabile al titanio 80 secondi 2000 ° F
Strumenti dentali per brasatura in acciaio inossidabile 10 secondi 1400 ° F (p1)

Fonte:

Riferimenti