釬焊屬于固相連接,是一種用低于目材熔點的金屬材料作釬料,將母材加熱到釬料與母材熔點之間適當(dāng)?shù)臏囟?,熔化釬料潤濕母材、填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散形成接頭的焊接方法。釬焊可以采用電阻加熱、火焰加熱、感應(yīng)加熱以及光束加熱等多種加熱方式加熱焊接組件。下面主要為您介紹高氏的感應(yīng)加熱釬焊技術(shù),目前釬焊也已經(jīng)成為先進(jìn)飛機和發(fā)動機制造不可缺少的焊接方法。
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,具體是將導(dǎo)電的工件放在變化的電磁場中,感應(yīng)加熱電源給單匝或多匝的感應(yīng)線圈提供變化的電流,從而產(chǎn)生磁場,當(dāng)工件被放置到感應(yīng)線圈之間,并進(jìn)入磁場后,渦流進(jìn)入工件內(nèi)部,產(chǎn)生精確可控、局域的熱能,由于熱量是由工件本身產(chǎn)生的,因此可防止母材的晶粒長大和再結(jié)晶的發(fā)展,此外,還可以實現(xiàn)對工件的局部加熱。
感應(yīng)加熱釬焊的工藝參數(shù)一般包括釬縫間隙、加熱速度、冷卻速度、感應(yīng)線圈形狀尺寸以及釬料釬劑的加入方式等。這些因素的波動會對釬縫質(zhì)量造成不良影響,尤其是在金屬中產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力,因此必須要恰當(dāng)匹配組合。感應(yīng)加熱釬焊時,零件的釬焊部分被置于交變磁場中,該部分母材的加熱則通過它在交變磁場中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的電阻熱來實現(xiàn)。導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)電流強度與交流電的頻率成正比,隨著所用的交流電頻率的提高,感應(yīng)電流增大,焊件的加熱速度變快。當(dāng)交流電通過導(dǎo)體時,導(dǎo)體表面處的電流密度較大,導(dǎo)體內(nèi)部的電流密度較小。當(dāng)高頻率電流通過導(dǎo)體時,導(dǎo)體截面上的電流密度差更加增大,電流主要集中在導(dǎo)體表面,這就是所謂的集膚效應(yīng)。由此使得頻率越高,電流透熱深度越小,雖表層被迅速加熱,但加熱的深度月報,零件的內(nèi)部只能靠表層向內(nèi)部的傳導(dǎo)來加熱,可見,選用過高的交流電頻率并不是有利的,一般500khz左右的頻率是比較適宜的。此外,集膚效應(yīng)還應(yīng)與材料的電阻系數(shù)和磁導(dǎo)率有關(guān),電阻系數(shù)越大,磁導(dǎo)率越小。集膚效應(yīng)越弱,反之集膚效應(yīng)越顯著。
對含有鐵磁材料的零件,在低溫時其相對磁導(dǎo)率很大,而加熱至磁性轉(zhuǎn)變溫度以上時,其相對磁導(dǎo)率降低為1.由于相對磁導(dǎo)率的顯著變化,使加熱厚度也相應(yīng)改變,故釬焊時可采用較高的頻率,一般使用>=10KHZ的高頻感應(yīng)電流。而非磁性材料(如銅)的磁導(dǎo)率較小,與溫度無關(guān),集膚效應(yīng)較小,因而電流分布較均勻,加熱也較均勻,故感應(yīng)釬焊時應(yīng)采用較低的頻率和較大的功率。
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