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的溫度,熔化釬料潤濕母材、填充接頭間隙并與母材相互擴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加熱釬焊技術,目前釬焊也已經成為先進飛機和發(fā)動機制造不可缺少的焊接方法。
感應加熱釬焊是利用高頻、中頻或工頻感應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生感應電流的電阻熱來加熱,具體是將導電的工件放在變化的電磁場中,感應加熱電源給單匝或多匝的感應線圈提供變化的電流,從而產生磁場,當工件被放置到感應線圈之間,并進入磁場后,渦流進入工件內部,產生精確可控、局域的熱能,由于熱量是由工件本身產生的,因此可防止母材的晶粒長大和再結晶的發(fā)展,此外,還可以實現對工件的局部加熱。
感應加熱釬焊的工藝參數一般包括釬縫間隙、加熱速度、冷卻速度、感應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量造成不良影響,尤其是在金屬中產生較大的焊接應力,因此必須要恰當匹配組合。感應加熱釬焊時,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生的感應電流的電阻熱來實現。導體內感應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,感應電流增大,焊件的加熱速度變快。當交流電通過導體時,導體表面處的電流密度較大,導體內部的電流密度較小。當高頻率電流通過導體時,導體截面上的電流密度差更加增大,電流主要集中在導體表面,這就是所謂的集膚效應。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,零件的內部只能靠表層向內部的傳導來加熱,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,集膚效應還應與材料的電阻系數和磁導率有關,電阻系數越大,磁導率越小。集膚效應越弱,反之集膚效應越顯著。
對含有鐵磁材料的零件,在低溫時其相對磁導率很大,而加熱至磁性轉變溫度以上時,其相對磁導率降低為1.由于相對磁導率的顯著變化,使加熱厚度也相應改變,故釬焊時可采用較高的頻率,一般使用>=10KHZ的高頻感應電流。而非磁性材料(如銅)的磁導率較小,與溫度無關,集膚效應較小,因而電流分布較均勻,加熱也較均勻,故感應釬焊時應采用較低的頻率和較大的功率。
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