Yuqori chastotali induksion isitishga ega induksion lehimli alyuminiy naychalar
Ning yangi qo'llanilish sohalari indüksiyon isitish mos keladigan tuzilmalar va material xususiyatlarini hisobga olgan holda isitiladigan komponentlar ichidagi harorat taqsimotini tahlil qilishni talab qiladi. Sonli element usuli (FEM) bu kabi tahlillarni amalga oshirish va kuchli elektromagnit va termal raqamli tahlillar va simulyatsiyalar orqali induksion isitish jarayonlarini optimallashtirish vositasini taqdim etadi.
Ushbu hissaning asosiy maqsadi - raqamli simulyatsiya va o'tkazilgan tajribalar asosida quyosh kollektorlarini ishlab chiqarish uchun mos, murakkab va samarali induksion lehimlash texnologiyasini qo'llash imkoniyatlarini ko'rsatish.
Muammoning tavsifi
Ushbu ish quyosh kollektorlari uchun lehimlash jarayoniga mos komponentlarni, ya'ni yig'ish quvurlari qismlarini loyihalash bilan bog'liq (1a-rasm). Quvurlar AW 3000 tipidagi Al qotishmasidan 1-jadvalda keltirilgan kimyoviy tarkibi bilan tayyorlanadi. Lehimlash uchun Al 104 turidagi qotishma ishlatiladi (2-jadval), uning qoldiqlari bo'lmagan Braze Tec 32/80 oqimi bilan birga. -korroziv. Al 104 lehim qotishmasi uchun solidus va suyuqlanish temperaturalari orasidagi harorat oralig'i 575 ° C dan 585 ° C gacha. Naycha materialining solidus harorati 650 ° S dir.
1-jadval AW 3000 qotishmasining kimyoviy tarkibi [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Cr | Al |
| 0.05-0.15 | 0.06-0.35 | maksimal 0.1 | 0.3-0.6 | 0.02-0.20 | 0.05-0.3 | maksimal 0.25 | qoldiq |
Jadval 2 Al 104 turidagi lehimli qotishma kimyoviy tarkibi [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Al |
| 11-13 | 0.6 | maksimal 0.3 | 0.15 | 0.1 | 0.2 | maksimal 0.15 | qoldiq |
Lehimlash jarayoni indüksiyon isitishni qo'llashni nazarda tutadi. Induksion isitish tizimini shunday tuzish kerakki, bo'g'in zonasida (lehimli metallar - lehim qotishmasi) bir vaqtning o'zida payvandlash haroratiga erishish kerak. Shu nuqtai nazardan indüksiyon spiralini to'g'ri tanlash, uning geometriyasi va ishlash parametrlari (asosan chastota va manba oqimi) juda muhimdir. Loyihalashtirilgan mis suv bilan sovutilgan induksion lasanning shakli va o'lchamlari 1b-rasmda keltirilgan
Induksion isitishning tegishli parametrlarining lehimlangan qismlarda harorat taqsimotiga ta'siri ANSYS 10.0 dastur kodini qo'llagan holda induksion isitishni raqamli simulyatsiyasi yordamida baholandi.
Simulyatsiya modeli
ANSYS 10.0 dasturiy ta'minotidan foydalangan holda FEM tomonidan bog'langan elektromagnit va issiqlik muammolarini echish metodologiyasiga muvofiq [3-5] geometrik, fizikaviy va boshlang'ich va chegara shartlarini o'z ichiga olgan lehimleme uchun indüksiyon isitish jarayonining simulyatsiya modeli ishlab chiqildi. Raqamli simulyatsiyaning asosiy maqsadi bo'g'inlar hosil bo'lish zonasida zarur bo'lgan harorat taqsimotiga erishish uchun indüksiyon isitishning optimal parametrlarini (chastota va manba oqimi) aniqlash edi.
Elektromagnit tahlil qilish uchun tavsiya etilgan 3D-model (2-rasm) naychalar, lehim qotishmasi, suv bilan sovutilgan indüksiyon spirali va atrofdagi havoning modelidan iborat (2-rasmda ko'rsatilmagan). Termal tahlilda faqat quvurlar va lehim qotishmasi ko'rib chiqildi. Qo'shish shakllanishi zonasida chiziqli, 8 tugunli elementlardan hosil bo'lgan mashning tafsiloti 2b-rasmda keltirilgan.
Shakl 2 a) Atrofdagi havosiz elektromagnit analizning geometrik modeli va b) bo'g'inlar hosil bo'lish zonasida hosil bo'lgan 3D mashning detallari, AW 3000 qotishmasi va Al 104 lehim qotishmasining elektr va issiqlik xususiyatlarining haroratga bog'liqligi JMatPro yordamida olingan. dasturiy ta'minot [6]. Amaldagi materiallar magnit bo'lmaganligi sababli, ularning nisbiy o'tkazuvchanligi µr = 1.
Lehimli materiallarning dastlabki harorati 20 ° C edi. Materiallarning chegara yuzalarida mukammal elektr va issiqlik kontaktlari bo'lishi kerak edi. Induksion spiraldagi manba oqimining chastotasi 350 kHz bo'lishi kerak edi. Manba oqimining qiymati 600 A dan 700 A gacha bo'lgan vaqt oralig'ida aniqlandi, lehimli naychalarni erkin konveksiya va 20 ° S haroratli havoga nurlanish bilan sovutish hisobga olingan. Lehimli qismlarning sirt haroratiga bog'liq bo'lgan umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti aniqlandi. Shakl 3da qo'shma zonada kerakli haroratga erishilgandan so'ng lehimlangan qismlarda harorat taqsimoti ko'rsatilgan manba oqimlarining tanlangan qiymatlari uchun ko'rsatilgan. indüksiyon isitish lampasi. 36 A manba oqimidan foydalangan holda 600 soniya davomiyligi juda uzoqqa o'xshaydi. 700 A manba oqimini qo'llaydigan tez isitish Al 104 lehim qotishmasining erishi uchun etarli bo'lmaydi. Shu sababli manba oqimi taxminan 620 A dan 640 A gacha bo'lgan darajaga qadar tavsiya etiladi, bu esa payvandlash vaqtini 25 dan 27.5 soniyagacha olib keladi .......
