本發(fā)明涉及釬焊工藝,尤其是涉及一種輻射-感應復合釬焊方法。
背景技術(shù):
輻射傳熱是基本的傳熱方式之一,若輻射傳熱是在兩個溫度不同的物體之間進行,則傳熱的結(jié)果是高溫物體將熱量傳給了低溫物體,若兩個物體溫度相同,則物體間的輻射傳熱量等于零,但物體間輻射和吸收過程仍在進行。
在釬焊過程中,爐中釬焊是應用非常廣泛的一種釬焊工藝。爐中釬焊具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性強、加熱均勻、焊件變形小、釬焊成本低的特點。爐中釬焊是借助于電阻絲發(fā)熱,主要由輻射的方式將熱量傳到工件上,工件吸收熱量,溫度升高,熔化釬料,實現(xiàn)焊接。當工件溫度較低時,工件與電阻絲(輻射源)之間的溫度差大,電阻絲輻射傳到工件的熱量大,工件散熱速率較小,故工件升溫速度快。當工件溫度與電阻絲溫度接近時,電阻絲與工件之間的傳熱量極小,此時工件散熱速率增加,導致工件升溫速度非常慢,釬焊時間延長,不利于釬焊的進行。
釬焊中常用的另外一種釬焊方法是感應釬焊,感應加熱方式不同于其他加熱方式,不是由環(huán)境或介質(zhì)將熱量傳給工件,而是由感應線圈將高頻或工頻電能輸給金屬工件,在工件中感應產(chǎn)生的渦輪發(fā)熱,是一種自身發(fā)熱的來熔化焊料并使之鋪展。感應釬焊具有能量傳輸集中、升溫極快、可進行局部釬焊等優(yōu)點。但感應加熱具有表面效應,即電流滲透深度與電流頻率和導磁率的平方根成反比,與電阻率的平方根成正比即
δ-導體中的電流滲透深度(mm),μ-導體的磁導率(Gs/Oe), ρ-導體的電阻率(Ω·m)。
一般來說金屬的溫度越高,電阻率越大。故在低溫階段,感應加熱厚度小,表面加熱速度快。而在高溫階段,由于電阻率增大,感應加熱厚度逐漸增加。即在高溫階段,易于大工件的加熱。
對于厚大工件,若單獨應用爐中釬焊輻射加熱時,低溫階段加熱速度快,高溫階段加熱速度慢,散熱速度增加,故工件升溫速度慢,能效高。若單獨應用感應加熱,在低溫階段工件升溫慢,感應加熱時間延長,造成能耗的增加。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種在低溫階段運用爐中輻射加熱、高溫階段感應加熱——輻射-感應復合釬焊方法,實現(xiàn)大厚工件均勻快速加熱、高效釬焊方法。
本發(fā)明的目的可采取下述技術(shù)方案來實現(xiàn):
本發(fā)明所述的輻射-感應復合釬焊方法包括下述步驟:
a、將工件放在輻射加熱爐內(nèi),以10℃-15℃/min的升溫速率升溫,當工件升高到450℃-550℃時,保溫10-15min,然后停止加熱;
b、取出工件,并將工件放置在感應加熱裝置內(nèi),同時將釬料放置在工件之間;
c、感應加熱工件,并添加釬劑,加熱到高于所述釬料液相線溫度30℃-80℃,保溫2s-5s后,停止加熱,工件在空氣中自然冷卻,釬焊完成。
本發(fā)明中所述輻射加熱爐選用電阻做為熱源來加熱工件。
本發(fā)明的有益效果如下:
由于本發(fā)明采用了大厚件低溫階段在爐中均勻快速加熱、高溫階段運用感應加熱裝置的方法,使得工件可在短時間內(nèi)達到釬焊溫度,整體釬焊時間縮短,釬焊效率提高,節(jié)能減排,特別適用于尺寸比較大的工件釬焊。
附圖說明
圖1是本發(fā)明方法中輻射加熱示意圖。
圖2是本發(fā)明方法中感應加熱示意圖。
圖中序號:1是輻射加熱爐,2是感應加熱設備,3是工件,4是釬料,5是電阻。
具體實施方式
本發(fā)明以下將結(jié)合實施例(附圖)作進一步描述:
如圖1、2所示,在輻射加熱過程中,工件3放在輻射加熱爐1內(nèi)可快速升溫到一定溫度,升溫速度快,工件3溫度均勻,工件3被氧化程度降低。隨后將工件3轉(zhuǎn)移到感應加熱設備2中,運用感應加熱可短時間內(nèi)使工件3均勻達到釬焊溫度。本發(fā)明所用設備結(jié)構(gòu)簡單,相比現(xiàn)有技術(shù)中所采用的單一釬焊方法,本發(fā)明的輻射-感應復合釬焊方法整體釬焊時間縮短,工件熱量分布更加均勻,工件氧化程度降低,節(jié)約能源。
實施例1
工件3大小5cm×5cm×20cm(長×寬×高)2件,工件材質(zhì)Q235低碳鋼,釬料BAg50CuZnCdNi,釬劑QJ102銀釬焊釬劑:將兩工件3放置到輻射加熱爐1中(電阻爐),升溫到450℃,時間30min,保溫10min。隨后取出工件3,將釬料4放置在工件3之間,然后將裝配有釬料4的工件3放置在感應加熱設備(即感應圈)內(nèi),加熱,添加釬劑,加熱到740℃時,釬料完全熔化,保溫3s后,停止加熱,釬焊過程結(jié)束。其中感應加熱用時1min,輻射-感應復合釬焊用時41min。
釬焊后釬縫致密性好,釬著率高,釬縫缺陷少,釬焊質(zhì)量良好。
如若單獨采用現(xiàn)有技術(shù)的爐中釬焊,釬焊用時2h。而采用本發(fā)明的輻射-感應復合釬焊方法所用時間短、效率高,節(jié)能減排。
實施例2
工件3大小10cm×10cm×100cm(長×寬×高)2件,工件材質(zhì)45號鋼,釬料HL105(Cu58ZnMn),釬劑QJ308銅釬焊釬劑:將兩工件3放置到輻射加熱爐1(即電阻爐)中,升溫到550℃,時間40min,保溫12min。隨后取出工件3,將釬料4放置在工件3之間,然后將裝配有釬料的工件放置在感應加熱設備2(即感應圈)內(nèi),加熱,添加釬劑,加熱到920℃時,釬料3完全熔化,保溫5s后,停止加熱,釬焊過程結(jié)束;其中感應加熱用時2min,輻射-感應復合釬焊用時42min。
釬焊后釬縫致密性好,釬著率高,釬縫缺陷少,釬焊質(zhì)量良好。
如若單獨采用現(xiàn)有技術(shù)的爐中釬焊,釬焊用時4h。而采用本發(fā)明的輻射-感應釬焊時間短、效率高,節(jié)能減排。
實施例3
批量釬焊實施例2中的工件。
先將輻射加熱爐1(即電阻爐)溫度升高到550℃,把兩個工件3放入輻射加熱爐1內(nèi),約15min左右,工件3的溫度可以上升到550℃,從輻射加熱爐1內(nèi)取出工件3。取出后,在輻射加熱爐1內(nèi)再放兩個工件3。在取出的兩個工件3之間放置釬料4,然后將裝配有釬料的工件放置在感應加熱設備2(即感應圈)內(nèi),加熱,添加釬劑,加熱到920℃時,釬料4完全熔化,保溫4s后,停止加熱,釬焊過程結(jié)束,感應加熱用時2min。完成釬焊后,輻射加熱爐1內(nèi)的兩個工件3的溫度已達到550℃,無需等待,可以直接取出進行裝配焊接。批量生產(chǎn)時,平均一個焊接循環(huán)過程僅需8min左右。因此,本發(fā)明在批量生產(chǎn)時,生產(chǎn)效率更高、節(jié)省能源更多。