Induktioun Aluminiumléisung mat Computerassistent
Induktioun Aluminiumléisung gëtt ëmmer méi heefeg an der Industrie. En typescht Beispill ass verschidde Päifen an en Automotive Wärmetauscher-Kierper ze schloen. Den Induktioun Heizspiral wäit verbreet fir dës Aart vu Prozesser ass net ëmkreest, deen als "Houfeisen-Haarnadel" Stil bezeechent gëtt. Fir dës Spulen ass d'Magnéitfeld an déi doraus resultéierend Wirbelstroumverdeelung u sech 3-D an der Natur. An dësen Uwendunge ginn et Problemer mat der gemeinsamer Qualitéit a Konsequenz vun de Resultater vun Deel zu Deel. Fir sou ee Problem fir e groussen Automobilhersteller ze léisen, gouf de Flux3D Computersimulatiounsprogramm fir de Prozessstudie an Optimiséierung benotzt. Optimiséierung abegraff d'Ännere vun der Induktiounsspiral an der magnetescher Flux Controller Konfiguratioun z'änneren. Nei Induktiounsspiraler, déi experimentell an engem Labo validéiert goufen, produzéieren Deeler mat méi héije Qualitéitsverbänn op verschiddene Produktiounssiten.
All Auto erfuerdert verschidde verschidde Wärmetauscher (Heizkierper, Verdampfer, Kondensatoren, Heizkierper, asw.) Fir Kraaftofkillung, Klimaanlag, Uelegofkillung, asw. Déi grouss Majoritéit vun de Passagéierwärmetauscher sinn haut aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Och wann dee selwechte Motor fir verschidden Autosmodeller benotzt gëtt, kënnen d'Verbindunge variéiere wéinst verschiddene Layouten ënner der Kapuze. Aus dësem Grond ass et Standard Praxis fir Deelerhiersteller fir verschidde Basiswärmetauscherkierper ze maachen an da verschidde Stecker an enger sekundärer Operatioun unzebannen.
Wärmetauscherkierper bestinn normalerweis aus Aluminiumfinnen, Tuben an Headeren, déi an engem Schmelz zesummegeschweest ginn. No der Läschung gi Wärmetauscher fir de bestëmmten Automodell personaliséiert andeems se entweder Nylonstanks oder meeschtens verschidden Aluminiumleitunge mat Verbindungsblocken uschléissen. Dës Päifen ginn entweder duerch MIG Schweißen, Flam oder Induktiounsléisung befestegt. Am Fall vu Läschung ass ganz präzis Temperaturregelung erfuerderlech wéinst dem klengen Ënnerscheed an de Schmelz- a Läschentemperaturen fir Aluminium (20-50 C ofhängeg vu Legierung, Fëllmetall an Atmosphär), héijer Wärmeleedung vun Aluminium a kuerzer Distanz zu aneren Gelenker an enger fréierer Operatioun geläscht.
Induktioun ass eng gemeinsam Method fir verschidde Päifen op Wärmetauscher Header ze läschen. Figur 1 ass e Bild vun engem Induktioun ze halen Opbau fir e Päif op e Rouer op engem Wärmetauscher Header ze schloen. Wéinst den Ufuerderunge fir präzis Heizung muss d'Gesiicht vun der Induktiounsspiral an der Noperschaft vum Gelenk sinn fir ze lëselen. Dofir kann eng einfach zylindresch Spule net benotzt ginn, well den Deel konnt net ofgeschaaft ginn nodeems de Gelenk geläscht gouf.
Et ginn zwou Haaptinduktiounsspiralstil fir d'Leitung ze verbannen: "Clamshell" an "Houfeisen-Haarnadel" Stil Induktoren. "Clamshell" Induktiounen sinn ähnlech wéi zylindresch Induktoren, awer se öffnen fir d'Deelentfernung z'erméiglechen. "Horseshoe-hairpin" Induktoren si geformt wéi en Houfeisen fir den Deel ze lueden a sinn am Wesentlechen zwee Haarnadel Spulen op entgéint Säiten vum Gelenk.
De Virdeel vum Benotze vun engem "Clamshell" Induktor ass datt d'Heizung méi eenheetlech am Ëmfang ass a relativ einfach ze viraussoen. De Nodeel vun engem "Clamshell" Induktor ass datt de mechanesche System erfuerderlech méi komplizéiert ass an déi héich Stroumkontakter relativ net zouverléisseg sinn.
"Horseshoe-hairpin" Induktoren produzéieren méi komplizéiert 3-D Hëtzmuster wéi "Clamshells". De Virdeel vun engem "Horseshoe-hairpin" Stil Induktor ass datt de Part Handling vereinfacht gëtt.
Induktioun Aluminium BrazingComputersimulatioun optiméiert d'Léisung
E grousse Wärmetauscherhersteller hat Qualitéitsprobleemer mat der Lësung vum Gelenk, deen an der Fig. 1 gewise gëtt, mat engem Houfeisenhaarspëtzstil Induktor. De Lödgelenk war gutt fir d'Majoritéit vun Deeler, awer d'Heizung wier fir verschidden Deeler total anescht, wat zu net genuch Gelenkdéift, kalem Gelenker a Fëllermetall leeft, déi duerch Päifwand eroplafe wéinst lokal Iwwerhëtzung. Och mat Testen vun all Wärmetauscher fir Leck, sinn e puer Deeler nach ëmmer bei dësem Joint am Service ausgelaf. Center for Induction Technology Inc. gouf vertraglech fir de Problem ze analyséieren an ze léisen.
D'Stroumversuergung, déi fir den Job benotzt gëtt, huet eng verännerlech Frequenz vun 10 bis 25 kHz a geschätzter Kraaft vu 60 kW. Am Läschprozess installéiert e Bedreiwer e Füllmetallring um Päifend an setzt de Päif an d'Röhre. En Wärmetauscher gëtt op eng speziell Rigel plazéiert an an den Houfeiseninduktor geréckelt.
De ganze Lötungsgebitt ass prefluxéiert. D'Frequenz déi benotzt gëtt fir den Deel ze hëtzen ass typesch 12 bis 15 kHz, an d'Heizungszäit ass ongeféier 20 Sekonnen. Den Energieniveau ass programméiert mat linearer Reduktioun um Enn vum Heizungszyklus. En opteschen Pyrometer schalt d'Kraaft aus wann d'Temperatur op der Récksäit vum Gelenk e virgezunnen Wäert erreecht.
Et gi vill Faktoren déi d'Inkonsistenz verursaache kënnen déi den Hiersteller erlieft huet, wéi Variatioun a Gelenkkomponenten (Dimensiounen a Positioun) an onbestänneg a variabel (an Zäit) elektreschen an thermesche Kontakt tëscht der Röhre, Päif, Fillerring, asw sinn u sech instabil, a kleng Variatioune vun dëse Facteure kënne verschidde Prozessdynamik verursaachen. Zum Beispill kann den oppene Fëllermetallring deelweis ënner den elektromagnetesche Kräften ofbauen, an de fräien Enn vum Rank kann duerch kapillär Kräften zréck gesuckelt ginn oder ongeschmolt bleiwen. D'Geräuschfaktore si schwéier ze reduzéieren oder z'eliminéieren, an d'Léisung fir de Problem erfuerdert d'Robustheet vum Gesamtprozess. Computersimulatioun ass en effektivt Instrument fir de Prozess ze analyséieren an ze optimiséieren.
Wärend der Evaluatioun vum Läschprozess goufe staark elektrodynamesch Kräfte observéiert. Am Moment wou d'Kraaft ageschalt ass, erlieft d'Houfeeschtespiral kloer eng Expansioun wéinst enger plëtzlecher Uwendung vun der elektrodynamescher Kraaft. Sou gouf den Induktor mechanesch méi staark gemaach, dorënner och eng zousätzlech Fiberglas (G10) Plack anzebannen, déi d'Wuerzele vun zwee Haarspëtzspirele verbënnt. Déi aner Demonstratioun vun elektrodynamesche Kräfte present war d'Verschiebung vu geschmollte Fëllermetall ewech vun de Gebidder no bei Kupferdréiungen wou d'Magnéitfeld méi staark ass. An engem normale Prozess verdeelt Fëllermetall uniform ronderëm d'Gelenk wéinst Kapillarkräften a Schwéierkraaft am Géigesaz zu engem anormale Prozess wou Fëllermetall aus dem Gelenk kann auslafen oder laanscht d'Päifuewerfläch réckelen.
well Induktioun Aluminiumléisung ass e ganz komplizéierte Prozess, et ass net machbar eng genau Simulatioun vun der ganzer Kette vu géigesäiteg gekoppelte Phänomener (elektromagnéitesch, thermesch, mechanesch, hydrodynamesch a metallurgesch) ze erwaarden. Dee wichtegsten a kontrolléierbare Prozess ass d'Generatioun vun elektromagnetesche Wärmequellen, déi mam Flux 3D Programm analyséiert goufen. Wéinst der komplexer Natur vum Induktiounsléisungsprozess gouf eng Kombinatioun vu Computersimulatioun an Experimenter fir Prozessdesign an Optimiséierung benotzt.
