جوش القایی چیست؟
جوش القایی اتصال دو یا چند ماده از طریق گرمایش القایی با ماده پرکننده ای است که دمای ذوب کمتری نسبت به مواد اصلی دارد که باید به یکدیگر متصل شوند. سیستم های گرمایش القایی بر این اصل کار می کنند که جریان الکتریکی تولید شده بر روی یک ماده فلزی که در یک میدان الکترومغناطیسی قوی قرار گرفته است، گرما را به دلیل مقاومت داخلی ماده آزاد می کند. تکنولوژی گرمایش القایی؛ در کاربردهای بسیار متنوعی مانند جوشکاری، ذوب، پخت، سخت شدن و لحیم کاری فلزات استفاده می شود. در این مقاله قصد داریم به جوش القایی بپردازیم.
درباره فرآیند جوش القایی (لحیم کاری القایی)
جوش القایی؛ فرآیند اتصال دو فلز با یک ماده پرکننده است که ذوب می شود، جریان می یابد و روی سطوح فلزات در دمایی کمتر از دمای ذوب دو فلز پخش می شود. در حین جوشکاری القایی، حفاظت از سطح فلز و مواد پرکننده در برابر اکسیداسیون با استفاده از گاز محافظ حاصل می شود.
تجهیزات جوش القایی
برای افزایش ظرفیت و کاهش هزینه های خود، می توانید فرآیندهای جوشکاری خود را با گرمایش القایی انجام دهید. تجهیزات جوش القایی شامل یک ژنراتور القایی با درجه بندی توان و فرکانس، یک سیم پیچ القایی خنک کننده و چیلر است که عملکرد طولانی مدت و کارآمد سیستم را تضمین می کند. علاوه بر این، بسته به فرآیند جوشکاری، یک یراق برای نگه داشتن قطعات، یک میز دوار، یک سیستم اتوماسیون و گاز محافظ برای جلوگیری از اکسیداسیون هستند که می توانند در فرآیند جوش القایی استفاده شوند. اتوماسیون را می توان به راحتی در فرآیند جوش القایی با توجه به نیاز مشتری پیاده سازی کرد. بنابراین به طور خلاصه تجهیزات جوش القایی عبارتند از:
- طراحی سیم پیچ: طراحی سیم پیچ گرمایش القایی برای اطمینان از گرمایش کارآمد و توزیع همگن گرما به سطوح جوشکاری مهم است. کویل گرمایش القایی از لوله مسی الکترولیتی ساخته شده است و آب خالص برای اهداف خنک کننده از طریق آن گردش می کند.
- فرکانس و توان: فرکانس توسط هندسه سطوح جوشکاری و خواص مواد تعیین می شود. نفوذ عمیق گرما در فرکانس های پایین بیشتر است. اگر سطوح جوش القایی بسیار ضخیم باشند، رسانایی ماده نیز عامل مهمی در مدت زمان رسیدن به دمای جوش مورد نظر با گرمایش القایی است. انتخاب قدرت با توجه به ابعاد مواد و خواص مواد تعیین می شود.
- مدت زمان: یکی از جالب ترین ویژگی های گرمایش القایی این است که سطوح فلزی جوش داده شده در زمان بسیار سریع قرمز می شوند. زمان پردازش 10 ثانیه با گرمایش القایی طبیعی است. قطعات بزرگ، قطعات با مقاومت الکتریکی کم و مغناطیس زمان بیشتری برای گرم شدن نیاز دارند.
- شار جوشکاری: شار جوشکاری در جلوگیری از اکسیداسیون و افزایش سیالیت آلیاژ جوشکاری مهم است.
- اتمسفر: یک جایگزین برای شار جوشکاری، جوشکاری تحت گاز محافظ است. انتخاب گاز محافظ با توجه به سطوح جوش و مواد آلیاژ جوش انجام می شود.
- کنترل دما: دماسنج لیزری مادون قرمز با دمای بالا متداول ترین روش برای کنترل دما در جوش القایی است. دماسنج لیزری مادون قرمز متصل به دستگاه القایی کنترل فوری را فراهم می کند.
- ساخت فیکسچر: از آنجایی که هر ماده مغناطیسی که در فاصله 50 میلی متری سیم پیچ القایی قرار دارد تحت تأثیر میدان الکترومغناطیسی قرار می گیرد. به منظور حفظ راندمان گرمایش قطعه کار، وسایل باید از مواد غیر مغناطیسی ساخته شوند.
- اتوماسیون: سیستم هایی مانند میز دوار، کنترل PLC، قرار دادن قطعه کار و تخلیه را می توان به راحتی در دستگاه جوش القایی ادغام کرد.
مزایای فرآیند جوش القایی
جوش القایی مزایای متمایز را نسبت به سایر تکنیک های اتصال ارائه می دهد:
- قابلیت جوشکاری فلزات مشابه و غیر مشابه
- فرآیند جوشکاری سریع
- هزینه های پایین تر و انرژی کارآمد
- با توجه به میدان مغناطیسی فقط ناحیه مورد نظر گرم می شود
- بسیار ایمن تر از جوشکاری با شعله
- از آنجایی که جوشکاری در دماهای پایین تری نسبت به سایر فرآیندها انجام می شود، منجر به تنش کمتر در اتصال می شود
- محصول نهایی به راحتی قابل کنترل است
- امکان کنترل عمق گرمایش وجود دارد
- گرمایش القایی برخی از مشکلات سایر روش های لحیم کاری را برطرف می کند
- هزینه های انرژی و نیاز به تجهیزات را کاهش می دهد
- فرآیند تولید برای قطعات با کیفیت بالاتر اجرا می شود
کاربردهای جوش القایی
جوش القایی یکی از سودمندترین روش ها برای جوشکاری فلزات غیر مشابه است. برای آوردن مثالی از کاربردهای جوش القایی فلزات مختلف؛ فولاد و مس، فولاد و برنج، برنج و مس تنها بخشی از این کاربردها هستند. در جوش القایی این فلزات، تنظیم صحیح زمان بندی و قدرت گرمایش القایی دارای اهمیت است.
به منظور دستیابی به یک اتصال لحیم کاری موفق هنگام جوشکاری القایی فلزات مختلف، بسیار مهم است که دو فلز به دمای لحیم کاری همزمان برسند.
جوشکاری القایی مواد فولادی
فولاد به دلیل مقاومت الکتریکی بالا به راحتی با گرمایش القایی گرم می شود، اما به دلیل رسانایی حرارتی کم نباید در فرآیند جوشکاری عجله کرد. در جوشکاری فولاد، گرما باید به خوبی در سراسر محل اتصال جوش پخش شود و از سیالیت مواد پرکننده اطمینان حاصل شود.
جوش القایی لوله آلومینیوم، میله، مربع و مصالح تخت
جوشکاری آلومینیوم به طور گسترده در صنعت خودرو استفاده می شود. جوشکاری آلومینیوم فرآیند آسانی نیست. زیرا یافتن دمای مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. تفاوت بین دمای ذوب و جوش آلومینیوم می تواند محدوده باریکی بین 20- – 50 درجه سانتی گراد باشد. طراحی کویل گرمایش القایی به منظور تامین دمای مطلوب و کنترل این گرما از اهمیت بالایی برخوردار است.
به دلیل دمای ذوب پایین آلومینیوم، میدان گرمایش مغناطیسی سیم پیچ القایی باید در طول فرآیند جوش القایی به سمت قطعه متمرکز شود. قطعاتی که قرار است جوش داده شوند باید به طور همزمان به دمای جوش برسند، قبل از اینکه لبه های قطعه آلومینیومی بیش از حد گرم، تغییر شکل داده و ذوب شوند.
جوش القایی مواد مختلف
هنگام استفاده از گرمایش القایی برای جوشکاری مواد مختلف، طراحی کویل گرمایش القایی باید زمان‌های گرمایش متفاوت را در نظر بگیرد تا از گرمایش همگن روی سطوح موادی که در زمان‌های مختلف گرم شده‌اند اطمینان حاصل شود. این امر به ویژه هنگام جوشکاری مواد مغناطیسی و غیر مغناطیسی صادق است.
تهران القا تولیدکننده کوره القایی است که با پشتوانه علمی و فنی خود به طراحی، تولید و ساخت انواع کوره القایی پرداخته است.
