2实验结果与结论
2.1O型线圈感应器加热和U型线圈感应器加热
当使用O型线圈感应器加热工件时,线圈与工件的距离2-3mm,随着感应器加热工件时间的增加,工件上端表面温度明显发生变化,而下端工件温度变化不明显,以至上面工件被熔化,下面工件依旧温度变化不大,其原因是上端工件与下端工件的温差相差较大,钎料无法熔化。
在第一种O型线圈感应器使用后,发现工件上下温度不能同时加热升温不均匀,完全没有考虑两个工件温差的现象,因此,根据工件的形状又设计了U型线圈,见图2所示感应器。再次通电试验发现,工件上端基本上没有温度变化,只有下面的工件有升温的变化,正好与O型线圈感应器加热相反,也就是说,工件整体感应加热,线圈感应器与工件匹配不好,无法实现熔化钎料环的目的。钎焊温度不能达到上下工件整体均匀升温和湿润毛细化作用。U型感应器从外形上看,看似匹配理想,但看从效果来看,还是没有达到钎焊感应的温度。
2.3O型加U型线圈串联感应器加热
通过以上O型线圈感应器和U型线圈感应器对工件分别单独感应加热的情况来看,由于工件形状不对称,尺寸厚度上存在明显差异,感应加热位置与工件散热快匹配还是相差较大,以至感应加热达不到感应钎焊的湿润毛细化效果,因此,在原来的线圈基础上,我们把O型线圈与U型线圈串联使用,见图4所示。
从整体上考虑工件与线圈的形状匹配效果出发,改变工件为上下同时感应加热的性质,使工件感应充分实现集肤效应和圆环效应,降低两工件之间的温差,达到升温加热均衡。从试验效果来看,使线圈感应对工件形成了两个线圈能同时上下感应加热升温,为对称加热方式达到工件均衡同时升温加热缩小二工件之间温差起到了关键性的作用,熔化钎料形成润湿毛细化作用收到明显效果。使焊缝表面圆满光滑,无夹渣,气孔等缺陷
对两种焊接方法的工件成型后的外观进行质量检查对比,高频钎焊焊缝(见图5)成形美观,圆滑无气孔、夹渣等明显缺陷,煤油渗透24小时实验无泄露现象,工件表面氧化小与火焰气焊相比(见图6),劳动强度低,无污染环境,生产效率高。而火焰气焊金属表面火焰加热温度高氧化严重,劳动强度大,污染环境,焊接加热时间长。
3结论
本文对铜质异径不对称的工件进行高频感应钎焊的试验探讨,利用高频感应的特点改变感应器单独对局部加热方式,采用两个线圈串联形式感应器,对工件实施对称升温而设计感应器,得到了较好的效果。从实验意义上来说,对于一些复杂不对称的工件可以采取类似的做法。
利用材质的特性导热快(铜),合理选择感应加热电源及加热方式。在非导磁性材质(铜)高频感应钎焊时,充分利用感应器对工件匹配质量使不对称结构工件也能达到感应均匀加热,润湿毛细化效果,达到控制焊缝质量。感应器对工件的形状,匹配质量及工件的加热部分的形状,尺寸和位置要求准确无误,否则将严重影响感应器加热的效果。