目前铝合金钎料品种繁多,以共晶成分Al-Si为基础,在各种焊接要求下添加其他不同元素,形成各种不同性能的钎料。钎料的形式各异,有棒状、线状、板状和箔状,也有用途比较特殊的包覆钎料板。目前主要有Al-Si系、Al-Si-Mg系、Al-Si-Cu系、Al-Si-Zn系、低熔点Al-Ge-Si系这五个系列。国内外的铝合金钎料的发展主要集中在以下几个方面:以Al-Si系钎料为基础的低熔点高强度钎料;快速凝固技术制造钎料;自钎剂铝钎料的研究。论文网
同时,铝合金和异种材料的钎焊也是国内外关注的一个重要方面。吕学勤、杨尚磊和吴毅雄对铝合金与不锈钢的过渡层钎焊进行了深入探究。吴铭方、司乃潮等对铝合金/铜/不锈钢接触反应钎焊及晶界渗透行为进行了分析。王奇娟、曲文卿对铝合金和不锈钢导管高频感应钎焊进行了研究。
1.4感应加热技术
1.4.1 感应加热技术原理
(1)感应加热原理
感应加热的原理就是遵循电磁感应、集肤效应、热传导三个基本原则。
感应加热用一个模拟的单匝短路次级线圈来说明。以援助体加热的方式为例,工件和感应器的组合可以看做事一台具有多匝初级线圈(感应器线圈)和单匝短路次级线圈(圆柱体工件)的变压器,初级线圈和次级线圈彼此间由较小的空气间隙隔开。通电时在工件内将产生频率相同、方向与感应器中相反的感应电流,即涡流。当电流频率较高时,由于表面效应的作用,使涡流集中在工件表面,产生“集肤效应”。
感应电流密度从加热工件的表面志中心是逐渐降低的,而电流的频率越高,降低的比率也越大。电流密度的这种降低率也取决于被加热材料的电阻率和相对磁导率两个物理量。表示感应电流的分布随透入深度而变化以及控制电流分布的因素,电流密度大约降到表面电流密度值的三分之一处得深度即为“集肤深度”。
工程上规定,从表面到电流为I/e(e=2.718)处得深度为电流透入深度△。
经计算证明:86.5%的热量产生于深度为△的薄层内。
(2)感应加热的四个效应和导磁体的“驱流”作用
①表面效应:当交变电流流过导体时,电流密度沿着导体截面的分布是不均匀的。
②邻近效应:高频电流通过两个相邻导体时,若电流方向相反,电流从两导体的内侧流过;若电流方向相同,电流则从两导体的外侧流过。这这种现象称为邻近效应。
③环流效应:高频电流流过环形导体时吗,最大电流密度分布在环形导体的内侧,这种现象称为环流效应。
④尖角效应:当感应器与工件之间的间隙相同时,工件的尖角处易集中磁感应线,而使感应电流密度过打,以致在工件的尖角处产生过烧,这种现象称为尖角效应。
⑤导磁体的“驱流”作用:感应加热表面淬火时,环流消音使高频电流密集在感应器内侧,对工件外表面的加热不利。但对工件内孔加热时,感应器的效率低,为此,往往在感应器上放置导磁体,将电流“驱”向感应器的外侧,因此,导磁体的实质是改变磁感应线方向。文献综述
1.4.2感应加热技术的现状和发展
感应加热技术现在多数用于工业金属零件表面淬火、金属熔炼、棒料透热、刀具焊接等各个领域。根据热处理及加热深度的要求选择频率,频率越高加热的深度越浅。高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热,如小模数齿轮及中小轴类零件等。中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm,一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。工频(50HZ)加热淬硬层深度为10-20mm,一般用于较大尺寸零件的透热,大直径零件(直径在300mm以上,如轧辊等)的表面淬火。