به منظور افزایش راندمان و کاهش اثر حرارتی گرمایش فلز، القاء لحیم کاری تکنولوژی پیشنهاد شده است. مزیت این فناوری عمدتاً در محل دقیق گرمایش ارائه شده به اتصالات لحیم کاری شده است. بر اساس نتایج شبیه‌سازی عددی، می‌توان پارامترهای لازم برای دستیابی به دمای لحیم کاری در زمان مورد نظر را طراحی کرد. هدف به حداقل رساندن این زمان برای جلوگیری از اثر حرارتی نامطلوب بر روی فلزات در طول اتصال متالورژیکی بود..نتایج شبیه‌سازی عددی نشان داد که افزایش فرکانس جریان منجر به غلظت حداکثر دما در سطح فلزات متصل شده می‌شود. با افزایش جریان، کاهش زمان لازم برای رسیدن به دمای لحیم کاری مشاهده شد.
مزایای لحیم کاری القایی آلومینیوم در مقابل لحیم کاری مشعل یا شعله
دمای ذوب پایین فلزات پایه آلومینیوم همراه با پنجره فرآیند دمای باریک آلیاژهای لحیم کاری مورد استفاده، چالشی در هنگام لحیم کاری با مشعل است. عدم تغییر رنگ در حین گرم کردن آلومینیوم هیچ نشانه بصری برای اپراتور لحیم کاری ارائه نمی دهد که آلومینیوم به دمای لحیم کاری مناسب رسیده است. اپراتورهای لحیم کاری تعدادی متغیر را هنگام لحیم کاری با مشعل معرفی می کنند. از جمله این موارد می توان به تنظیمات مشعل و نوع شعله اشاره کرد. فاصله از مشعل تا قطعات در حال لحیم کاری؛ محل شعله نسبت به قطعات در حال اتصال؛ و بیشتر.
دلایل استفاده از گرمایش القایی هنگام لحیم کاری آلومینیوم عبارتند از:
- گرمایش سریع و سریع
- کنترل حرارتی دقیق و کنترل شده
- گرمای انتخابی (محلی)
- سازگاری و یکپارچگی خط تولید
- عمر ثابت و سادگی بهبود یافته است
- اتصالات لحیم کاری قابل تکرار و قابل اعتماد
- ایمنی بهبود یافته
لحیم کاری القایی موفق اجزای آلومینیومی به شدت به طراحی بستگی دارد القاء حرارت کویل برای متمرکز کردن انرژی گرمایی الکترومغناطیسی در مناطقی که باید لحیم کاری شوند و آنها را به طور یکنواخت گرم می کند تا آلیاژ لحیم ذوب شود و به درستی جریان یابد. سیم پیچ های القایی طراحی نادرست می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد برخی از مناطق و عدم دریافت انرژی گرمایی کافی در مناطق دیگر شود و در نتیجه اتصال لحیم کاری ناقص ایجاد شود.
برای یک اتصال لوله آلومینیومی لحیم کاری شده معمولی، یک اپراتور یک حلقه بریز آلومینیومی را که اغلب حاوی شار است، روی لوله آلومینیومی نصب می کند و آن را در یک لوله منبسط شده دیگر یا یک اتصال بلوک قرار می دهد. سپس قطعات در یک سیم پیچ القایی قرار داده شده و گرم می شوند. در یک فرآیند عادی، فلزات پرکننده لحیم ذوب می‌شوند و به دلیل عملکرد مویرگی به سطح مشترک می‌ریزند.
چرا لحیم القایی در مقابل اجزای آلومینیومی بریز مشعل؟
ابتدا، کمی پیش زمینه در مورد آلیاژهای آلومینیوم رایج رایج امروزی و لحیم کاری و لحیم آلومینیوم رایج برای اتصال استفاده می شود. لحیم کاری قطعات آلومینیومی بسیار چالش برانگیزتر از لحیم کاری قطعات مسی است. مس در دمای 1980 درجه فارنهایت (1083 درجه سانتیگراد) ذوب می شود و با گرم شدن تغییر رنگ می دهد. آلیاژهای آلومینیومی که اغلب در سیستم‌های HVAC استفاده می‌شوند در حدود 1190 درجه فارنهایت (643 درجه سانتیگراد) شروع به ذوب شدن می‌کنند و با گرم شدن، هیچ نشانه بصری مانند تغییر رنگ ارائه نمی‌دهند.
کنترل دما بسیار دقیق مورد نیاز است زیرا تفاوت در دمای ذوب و لحیم کاری آلومینیوم، بستگی به فلز پایه آلومینیوم، فلز پرکننده لحیم و جرم اجزای لحیم کاری دارد. به عنوان مثال، تفاوت دمایی بین دمای جامدوس دو آلیاژ آلومینیوم معمولی، آلومینیوم سری 3003 و آلومینیوم سری 6061، و دمای مایع آلیاژ بریز BAlSi-4 که اغلب استفاده می شود، 20 درجه فارنهایت است - یک پنجره فرآیند دمایی بسیار باریک، بنابراین ضروری است. کنترل دقیق انتخاب آلیاژهای پایه برای سیستم های آلومینیومی که لحیم کاری می شوند بسیار مهم است. بهترین روش لحیم کاری در دمایی است که کمتر از دمای جامد آلیاژهایی است که اجزای در حال لحیم کاری را با هم می سازند.
| طبقه بندی AWS A5.8 | ترکیب شیمیایی اسمی | Solidus °F (°C) | مایع درجه فارنهایت (درجه سانتیگراد) | دمای لحیم کاری |
| BAISi-3 | 86% Al 10% Si 4% Cu | 970 (521) | 1085 (855) | 1085 ~ 1120 درجه فارنهایت |
| BAISI-4 | 88% aL 12% Si | 1070 (577) | 1080 (582) | 1080 ~ 1120 درجه فارنهایت |
| 78 روی 22% Al | 826 (441) | 905 (471) | 905 ~ 950 درجه فارنهایت | |
| 98% Zn 2% Al | 715 (379) | 725 (385) | 725 ~ 765 درجه فارنهایت |
لازم به ذکر است که خوردگی گالوانیکی می تواند بین مناطق غنی از روی و آلومینیوم رخ دهد. همانطور که در نمودار گالوانیکی در شکل 1 اشاره شد، روی در مقایسه با آلومینیوم نجیب کمتری دارد و تمایل به آندی دارد. هرچه اختلاف پتانسیل کمتر باشد، میزان خوردگی کمتر است. تفاوت پتانسیل بین روی و آلومینیوم در مقایسه با پتانسیل بین آلومینیوم و مس حداقل است.
پدیده دیگری که هنگام لحیم کاری آلومینیوم با آلیاژ روی ایجاد می شود، حفره شدن است. خوردگی سلولی یا حفره ای موضعی می تواند روی هر فلزی رخ دهد. آلومینیوم معمولاً توسط یک لایه سخت و نازک محافظت می شود که در هنگام قرار گرفتن در معرض اکسیژن (اکسید آلومینیوم) در سطح ایجاد می شود، اما هنگامی که یک شار این لایه اکسید محافظ را حذف می کند، انحلال آلومینیوم می تواند رخ دهد. هر چه فلز پرکننده بیشتر مذاب بماند، انحلال شدیدتر است.
آلومینیوم در طول لحیم کاری یک لایه اکسید سخت ایجاد می کند، بنابراین استفاده از فلاکس ضروری است. فلاکس کردن اجزای آلومینیوم را می توان به طور جداگانه قبل از لحیم کاری انجام داد یا یک آلیاژ لحیم کاری آلومینیوم حاوی فلاکس را می توان در فرآیند لحیم کاری ادغام کرد. بسته به نوع شار مورد استفاده (خورنده در مقابل غیرخورنده)، اگر بقایای شار باید پس از لحیم کاری حذف شوند، ممکن است یک مرحله اضافی لازم باشد. برای دریافت توصیه هایی در مورد آلیاژ و شار لحیم کاری بر اساس مواد در حال اتصال و دمای مورد انتظار لحیم کاری، با سازنده لحیم کاری و شار مشورت کنید.