За да се повиши ефективността и да се намали топлинният ефект от нагряването на метала, Индукционна спойка се предлага технология. Предимството на тази технология се състои главно в точното местоположение на подаваното отопление към споените фуги. Въз основа на резултатите от числената симулация беше възможно да се проектират параметрите, необходими за постигане на температури на запояване в желаното време. Целта беше това време да се сведе до минимум, за да се избегне нежелан термичен ефект върху металите по време на металургичното съединяване.Резултатите от числената симулация разкриха, че увеличаването на честотата на тока води до концентрация на максимални температури в повърхностите на съединените метали. С увеличаване на тока се наблюдава намаляване на времето, необходимо за достигане на температурата на спояване.
Предимствата на индукционното спояване на алуминий спрямо запояването с горелка или пламък
Ниската температура на топене на алуминиевите основни метали, съчетана с тесния температурен прозорец на използваните спойки, е предизвикателство при запояване с горелка. Липсата на промяна на цвета при нагряване на алуминий не дава на операторите на запояване никаква визуална индикация, че алуминият е достигнал правилната температура на запояване. Операторите на запояване въвеждат редица променливи при запояване с горелка. Сред тях са настройките на горелката и вида на пламъка; разстояние от горелката до спояваните части; местоположение на пламъка спрямо частите, които се съединяват; и още.
Причини да обмислите използването индукционно нагряване при запояване на алуминий включват:
- Бързо, бързо нагряване
- Контролиран, прецизен контрол на топлината
- Селективна (локализирана) топлина
- Адаптивност и интеграция на производствената линия
- Подобрен живот на арматурата и простота
- Повтарящи се, надеждни споени съединения
- Подобрена безопасност
Успешното индукционно спояване на алуминиеви компоненти зависи силно от проектирането индукционни нагревателни намотки да фокусира електромагнитната топлинна енергия в областите, които ще бъдат споени, и да ги нагрее равномерно, така че сплавта за спояване да се стопи и да тече правилно. Неправилно проектираните индукционни намотки могат да доведат до прегряване на някои зони, а други области да не получават достатъчно топлинна енергия, което води до непълна спойка.
За типична споена алуминиева тръба, операторът инсталира алуминиев пръстен за спояване, често съдържащ флюс, върху алуминиевата тръба и го вмъква в друга разширена тръба или блоков фитинг. След това частите се поставят в индукционна намотка и се нагряват. При нормален процес металите за пълнене на запояване се топят и се вливат в интерфейса на фугата поради капилярно действие.
Защо индукционна спойка срещу алуминиеви компоненти с запояване на горелка?
Първо, малко информация за обикновените алуминиеви сплави, разпространени днес, и обикновените алуминиеви спойки и спойки, използвани за съединяване. Спояването на алуминиеви компоненти е много по-трудно от спояването на медни компоненти. Медта се топи при 1980°F (1083°C) и променя цвета си при нагряване. Алуминиевите сплави, често използвани в системите за ОВК, започват да се топят при приблизително 1190°F (643°C) и не предоставят никакви визуални сигнали, като промени в цвета, когато се нагрява.
Изисква се много прецизен контрол на температурата, тъй като разликата в температурите на топене и спояване за алуминий, в зависимост от основния метал на алуминия, пълнителя за спояване и масата на компонентите, които ще бъдат споени. Например, температурната разлика между температурата на солидуса на две обикновени алуминиеви сплави, алуминий от серия 3003 и алуминий от серия 6061, и температурата на течността на често използваната сплав BAlSi-4 е 20°F – много тесен температурен прозорец на процеса, което налага прецизен контрол. Изборът на основни сплави е изключително важен при алуминиеви системи, които се спояват. Най-добрата практика е да се споява при температура, която е под температурата на солидуса на сплавите, които съставляват компонентите, които се спояват заедно.
| Класификация на AWS A5.8 | Номинален химичен състав | Твърдо вещество °F (°C) | Течност °F (°C) | Температура на запояване |
| БАИСи-3 | 86% Al 10% Si 4% Cu | 970 (521) | 1085 (855) | 1085 ~ 1120 °F |
| БАЙСИ-4 | 88% aL 12% Si | 1070 (577) | 1080 (582) | 1080 ~ 1120 °F |
| 78 Zn 22% Al | 826 (441) | 905 (471) | 905 ~ 950 °F | |
| 98% Zn 2% Al | 715 (379) | 725 (385) | 725 ~ 765 °F |
Трябва да се отбележи, че може да възникне галванична корозия между богати на цинк зони и алуминий. Както е отбелязано в галваничната диаграма на фигура 1, цинкът е по-малко благороден и има тенденция да бъде аноден в сравнение с алуминия. Колкото по-ниска е потенциалната разлика, толкова по-ниска е степента на корозия. Потенциалната разлика между цинк и алуминий е минимална в сравнение с потенциала между алуминий и мед.
Друго явление, когато алуминият се споява с цинкова сплав, е издълбаване. На всеки метал може да възникне локална клетъчна или точкова корозия. Алуминият обикновено е защитен от твърд, тънък филм, който се образува на повърхността, когато са изложени на кислород (алуминиев оксид), но когато потокът отстрани този защитен оксиден слой, може да настъпи разтваряне на алуминия. Колкото по-дълго пълнителят остава разтопен, толкова по-силно е разтварянето.
Алуминият образува здрав оксиден слой по време на спояване, така че използването на флюс е от съществено значение. Флюсирането на алуминиеви компоненти може да се извърши отделно преди запояване или в процеса на спояване може да се включи алуминиева сплав за спояване, съдържаща флюс. В зависимост от вида на използвания флюс (корозивен срещу некорозивен), може да се наложи допълнителна стъпка, ако остатъците от флюса трябва да бъдат отстранени след спояване. Консултирайте се с производителя на спояване и флюс, за да получите препоръки относно сплавите за спояване и флюса въз основа на съединяваните материали и очакваните температури на спояване.