Induction ál lóða með tölvuaðstoð

Induction ál lóða með tölvuaðstoð

Framleiðsla ál lóða er að verða æ algengari í iðnaði. Dæmigert dæmi er að lóða ýmsar lagnir í varmaskipta bifreið. The framkalla hita spólu mikið notað fyrir þessa tegund af ferli er ekki utan um það, sem hægt er að kalla „Horseshoe-hairpin“ stíl. Fyrir þessar spólur er segulsviðið og dreifibrúsadreifingin sem af því leiðir eðli málsins samkvæmt 3-D. Í þessum forritum eru vandamál með sameiginleg gæði og samkvæmni niðurstaðna frá hluta til hluta. Til að leysa eitt slíkt vandamál fyrir stóran bílaframleiðanda var Flux3D tölvuhermunarforrit notað til rannsóknar á ferli og hagræðingu. Hagræðingin fól í sér að breyta uppsetningu sprautu og segulstreymisstýringar. Nýjar innleiðslu spólur, sem hafa verið staðfestar með tilraunum á rannsóknarstofu, framleiða hluti með meiri gæði samskeyti á nokkrum framleiðslustöðum.

Hver bíll þarf nokkrar mismunandi varmaskiptar (hitakjarna, uppgufarar, þéttar, ofnar o.s.frv.) Til að kæla aflrás, loftkælingu, olíukælingu osfrv. Langflestir varmaskiptar fólksbíla í dag eru gerðir úr áli eða álblöndum. Jafnvel þó að sama vélin sé notuð í nokkrum bílategundum geta tengingarnar verið mismunandi vegna mismunandi uppsetningar undir húddinu. Af þessum sökum er það venjulegt starf fyrir framleiðendur hlutanna að búa til nokkra grunn varmaskipta líkama og festa síðan mismunandi tengi í annarri aðgerð.

Varmaskiptar líkamar samanstanda venjulega af álfínum, rörum og hausum sem eru lóðaðar saman í ofni. Eftir lóðun eru hitaskiptar sérsniðnir fyrir tiltekið bílalíkan með því að festa annaðhvort nælontanka eða oftast mismunandi álrör með tengibúnaði. Þessar pípur eru festar annaðhvort með MIG suðu, loga eða virkjunarlóða. Þegar um er að ræða lóðun er krafist mjög nákvæmrar hitastýringar vegna lítils munar á bræðslu- og lóðunarhita fyrir ál (20-50 C háð málmblöndu, fylliefni og andrúmslofti), miklum hitaleiðni ál og stutt vegalengd til annars liðir lóðir í fyrri aðgerð.

Innleiðsla hitun er algeng aðferð til að lóða ýmis rör til hausaskiptahausa. Mynd 1 er mynd af Örvunarhljóðun uppsetning til að lóða pípu í rör á hausaskiptahaus. Vegna krafna um nákvæma upphitun verður andlit framköllunar spólunnar að vera nálægt samskeytinu sem á að lóða. Þess vegna er ekki hægt að nota einfalda sívala spólu, vegna þess að ekki var hægt að fjarlægja hlutann eftir að liðinn er lóðaður.

Það eru tveir megin sprautustílar sem notaðir eru við lóðun á þessum liðum: „clamshell“ og „horseshoe-hairpin“ sprautur. „Clamshell“ sprautur eru svipaðar og sívalir sprautur, en þær opnast til að leyfa að fjarlægja hluta. „Horseshoe-hairpin“ inductors eru í laginu eins og hesteskó til að hlaða hlutinn og eru í raun tveir hárnálspólar á báðum hliðum liðsins.

Kosturinn við að nota „Clamshell“ sprautu er að upphitunin er jafnari í ummáli og tiltölulega auðvelt að spá fyrir um. Ókosturinn við „Clamshell“ sprautuna er að vélrænt kerfi sem krafist er flóknara og miklir straumtengiliðir eru tiltölulega óáreiðanlegir.

„Horseshoe-hairpin“ spennur framleiða flóknari 3-D hitamynstur en „Clamshells“. Kosturinn við „Horseshoe-hairpin“ stungusprautu er að meðhöndlun hlutanna er einfölduð.

Induction Aluminium Brazing

Tölvuhermi hagræðir lóða

Stór framleiðandi varmaskipta átti í vandræðum með að lóða liðinn sem sýndur er á mynd 1 með því að nota skothylki í hestaskó. Lóðrétt samskeyti var gott fyrir meirihluta hlutanna, en upphitun væri allt önnur fyrir suma hluta, sem leiddi til ófullnægjandi samskeytisdýptar, kalt liða og fylliefni rann upp í pípuveggnum vegna staðhitunar. Jafnvel við prófun á leka hjá hverjum varmaskipta, þá leka ennþá sumir hlutar við þennan lið í notkun. Center for Induction Technology Inc. var samið um að greina og leysa vandamálið.

Aflgjafinn sem notaður er til verksins hefur breytilega tíðni 10 til 25 kHz og hlutfallið er 60 kW. Í lóðunarferlinu setur rekstraraðili fylliefnamálhring á pípuendann og setur pípuna inni í rörinu. Varmaskipti er settur á sérstakan borpall og færður inn í skothylkið.

Allt lóðarsvæðið er forflúið. Tíðnin sem notuð er til að hita upp hlutann er venjulega 12 til 15 kHz og upphitunartími er um 20 sekúndur. Aflstigið er forritað með línulegri lækkun í lok hitunarferilsins. Ljóspímetri slekkur á aflinu þegar hitastigið á bakhlið samskeytisins nær forstilltu gildi.

Það eru margir þættir sem geta valdið ósamræmi sem framleiðandinn var að upplifa, svo sem breytileiki í samskeytishlutum (mál og staða) og óstöðugur og breytilegur (í tíma) raf- og hitasnertingu milli rörsins, rörsins, fyllingarhringsins o.s.frv. Sum fyrirbæri eru í eðli sínu óstöðug og lítil afbrigði af þessum þáttum geta valdið mismunandi gangverki. Til dæmis getur opni fylliefnamálhringurinn vikið að hluta til undir rafsegulkraftunum og frjálsi endinn á hringnum getur sogast aftur af háræðarkrafti eða verið óbræddur. Erfitt er að draga úr hávaðaþáttum eða útrýma þeim og lausnin á vandamálinu krafðist aukins styrkleika heildarferlisins. Tölvuhermi er áhrifaríkt tæki til að greina og fínstilla ferlið.

Við mat á lóðunarferlinu komu fram sterkir rafgreiningarkraftar. Á því augnabliki sem kveikt er á rafmagninu upplifir hestaskóspólan greinilega stækkun vegna skyndilegs beitingar rafaflsins. Þannig var spenna gerð vélrænt sterkari, þar á meðal að fella inn viðbótar trefjaglerplötu (G10) plötu sem tengir rætur tveggja hárpinnar vafninga. Önnur sýningin á rafsveifluöflunum sem til staðar voru var að færa bráðinn fylliefni frá svæðunum nálægt koparsnúningum þar sem segulsviðið er sterkara. Í venjulegu ferli dreifist fylliefni málm jafnt um samskeytið vegna háræðarkrafta og þyngdarafls í mótsögn við óeðlilegt ferli þar sem fylliefni getur hlaupið út úr samskeytinu eða hreyfst upp eftir yfirborði rörsins.

vegna örvun ál lóða er mjög flókið ferli, það er ekki framkvæmanlegt að búast við nákvæmri eftirlíkingu af allri keðju gagnkvæmra fyrirbæra (rafsegul, hitauppstreymi, vélrænni, vatnsafl og málmvinnslu). Mikilvægasta og viðráðanlegasta ferlið er kynslóð rafsegulsvarmagjafa sem voru greindir með Flux 3D forritinu. Vegna flókins eðlis innleiðslu lóðunarferlisins var notuð sambland af tölvuhermi og tilraunum við vinnsluhönnun og hagræðingu.

 

Induction_Aluminum_Brazing with Computer_Assisted