İndüksiya lehimli alüminium borular, yüksək tezlikli induksiyalı isitmə ilə
Yeni tətbiq sahələri induction heating müvafiq strukturları və material xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq qızdırılan komponentlər içərisində istilik paylanmasının təhlil edilməsini tələb edir. Sonlu element metodu (FEM) birləşdirilmiş elektromaqnit və termal ədədi analizlər və simulyasiyalar vasitəsilə induksiya istilik proseslərinin bu cür analizlərini və optimallaşdırılmasını həyata keçirmək üçün güclü bir vasitədir.
Bu töhfənin əsas məqsədi, ədədi simulyasiya və həyata keçirilmiş təcrübələrə əsaslanan günəş kollektorlarının istehsalı üçün uyğun, inkişaf etmiş və səmərəli induksiya lehimləmə texnologiyasının tətbiq olunmasının mümkünlüyünü göstərməkdir.
Problemin təsviri
Bu iş günəş kollektorları üçün lehimləmə prosesi üçün uyğun komponentlərin, yəni toplama borusunun hissələrinin dizaynından bəhs edir (şəkil 1a). Borular Cədvəl 3000-də verilmiş kimyəvi tərkibi ilə AW 1 tipli Al ərintisindən hazırlanır. Lehimləmə üçün Al 104 tipli ərintisi istifadə olunur (Cədvəl 2) qalıqları olmayan Braze Tec 32/80 axını ilə birlikdə. - korroziyalı. Al 104 lehimli ərintisi üçün qatı və sıvılaşma temperaturları arasındakı temperatur aralığı 575 ° C ilə 585 ° C arasındadır. Boru materialının solidus temperaturu 650 ° C-dir.
Cədvəl 1 AW 3000 ərintisinin kimyəvi tərkibi [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Cr | Al |
| 0.05-0.15 | 0.06-0.35 | maksimum 0.1 | 0.3-0.6 | 0.02-0.20 | 0.05-0.3 | maksimum 0.25 | balans |
Cədvəl 2 Al 104 tipli lehimli ərintinin kimyəvi tərkibi [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Al |
| 11-13 | 0.6 | maksimum 0.3 | 0.15 | 0.1 | 0.2 | maksimum 0.15 | balans |
Lehimləmə prosesi induksiya isitmə tətbiqini nəzərdə tutur. İndüksiyon isitmə sistemini elələşdirmək lazımdır ki, eyni zamanda birləşmə zonasında (lehimli metallar - lehimli ərintilər) lehimləmə temperaturlarına nail olunsun. Bu baxımdan, induksiya bobininin düzgün seçimi, həndəsəsi və iş parametrləri (əsasən tezlik və mənbə axını) çox vacibdir. Layihələndirilmiş mis su ilə soyudulmuş induksiya rulonun şəkli və ölçüləri Şəkil 1b-də göstərilmişdir
İndüksiyon isitmə ilə əlaqəli parametrlərin lehimli hissələrdə istilik paylanmasına təsiri ANSYS 10.0 proqram kodunu tətbiq edərək induksiya istiləşməsinin ədədi simulyasiyasından istifadə edərək qiymətləndirilmişdir.
Simulyasiya modeli
ANSYS 10.0 proqramı istifadə edərək, birləşdirilmiş elektromaqnit və istilik problemlərinin FEM ilə həll metodologiyasına uyğun olaraq, həndəsi, fiziki və başlanğıc və sərhəd şərtləri daxil olmaqla lehimləmə üçün induksiya istilik prosesinin simulyasiya modeli hazırlanmışdır. Rəqəmsal simulyasiyanın əsas məqsədi oynaq əmələ gəlmə zonasında tələb olunan temperatur paylanmasına nail olmaq üçün induksiya qızdırmasının optimal parametrlərini (tezlik və mənbə axını) müəyyənləşdirmək idi.
Elektromaqnit analiz üçün təklif olunan 3B model (şəkil 2) borular, lehimli ərintilər, su ilə soyudulmuş induksiya bobini və ətraf havanın modelindən ibarətdir (şəkil 2-də göstərilməyib). Termal analizdə yalnız borular və lehimli ərintilər nəzərə alınmışdır. Derz əmələ gəlməsi zonasındakı xətti, 8 qovşaqlı elementlərdən yaranan meshun detalı Şəkil 2b-də təsvir edilmişdir.
Şəkil 2 a) Ətrafdakı hava olmadan elektromaqnit analizinin həndəsi modeli və b) oynaq əmələ gəlməsi zonasında əmələ gələn 3D mesh detalı. AW 3000 ərintisi və Al 104 lehimli ərintinin elektrik və istilik xüsusiyyətlərinin temperatur asılılıqları JMatPro istifadə edilərək əldə edilmişdir. proqram təminatı [6]. Tətbiq olunan materialların maqnetik olmaması, nisbi keçiriciliyindən sonra µr = 1.
Lehimli materialların başlanğıc temperaturu 20 ° C idi. Materialların sərhəd səthlərində mükəmməl elektrik və istilik təmasları nəzərdə tutulurdu. İndüksiyon bobindəki qaynaq cərəyanının tezliyinin 350 kHz olması lazım idi. Mənbə cərəyanının dəyəri 600 A-dan 700 A-ya qədər olan aralıqdan müəyyən edilmişdir. Lehimli boruların sərbəst konveksiya və 20 ° C temperaturda havaya radiasiya ilə soyudulması nəzərə alınmışdır. Lehimlənmiş hissələrin səthinin istiliyinə bağlı birləşmiş istilik ötürmə əmsalı müəyyən edilmişdir. Şəkil 3-də, birləşmə zonasında tələb olunan temperatur əldə edildikdən sonra lehimli komponentlərdəki istilik paylanması, tətbiq olunan qaynaq cərəyanlarının seçilmiş dəyərləri üçün göstərilir. induksiyalı qızdırıcı. 36 A mənbə cərəyanından istifadə edən 600 saniyə vaxtı olduqca uzun görünür. 700 A qaynaq cərəyanını tətbiq edən sürətli istilik Al 104 lehimli ərintinin əriməsi üçün kifayət edə bilməz. Bu səbəbdən təxminən 620 A - 640 A səviyyəsindəki mənbə cərəyanının lehimləmə müddətinə 25 ilə 27.5 saniyə arasında aparılması tövsiyə olunur .......
