Indukta Brazado de Aluminiaj Tuboj kun Altfrekvenca Indukta Hejtado
La novaj aplikaj areoj de Indukado hejtado postulas analizi la temperaturan distribuadon ene de la varmigitaj eroj konsiderante la respondajn strukturojn kaj la materialajn propraĵojn. La finhava elemento-metodo (FEM) provizas potencan ilon por plenumi tiajn analizojn kaj optimumigon de induktaj hejtaj procezoj per kunligitaj elektromagnetaj kaj termikaj nombraj analizoj kaj simuladoj.
La ĉefa celo de ĉi tiu kontribuo estas indiki la eblon de apliko de la taŭga, kompleksa kaj efika indukta brazado-teknologio por la fabrikado de sunaj kolektantoj surbaze de nombra simulado kaj faritaj eksperimentoj.
Priskriba problemo
Ĉi tiu verko traktas la projektadon de komponantoj por sunkolektoroj taŭgaj por luda procezo, nome la partoj de kolektanta tubo (Fig. 1a). Tuboj estas faritaj el la Al-alojo de la tipo AW 3000 kun la kemia konsisto donita en la Tabelo 1. Por brasado, la alojo de tipo Al 104 estas uzata (Tabelo 2) kune kun la fluo Braze Tec 32/80, kies restaĵoj estas -koroda. La temperaturintervalo inter solidus kaj liquidus temperaturoj por la Al 104-lotumado-alojo intervalas de 575 ° C ĝis 585 ° C. La solida temperaturo de la tuba materialo estas 650 ° C.
Tabelo 1 Kemia konsisto de alojo AW 3000 [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Cr | Al |
| 0.05-0.15 | 0.06-0.35 | maksimume 0.1 | 0.3-0.6 | 0.02-0.20 | 0.05-0.3 | maksimume 0.25 | ekvilibro |
Tabelo 2 Chemicalemia konsisto de la latuniga alojo de la tipo Al 104 [wt. %]
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Al |
| 11-13 | 0.6 | maksimume 0.3 | 0.15 | 0.1 | 0.2 | maksimume 0.15 | ekvilibro |
La brazada procezo supozas la aplikon de indukta hejtado. Necesas desegni la sistemon de indukta hejtado tiel, ke brazadaj temperaturoj devas esti atingataj en la komuna zono (brazitaj metaloj - brasaj alojoj) samtempe. De ĉi tiu vidpunkto, taŭga elekto de indukta bobeno, ĝiaj geometriaj kaj funkciaj parametroj (ĉefe la ofteco kaj la fonta kurento) estas tre grava. La formo kaj dimensioj de la projektita kupro malvarmetigita indukta bobeno estas montritaj en Fig. 1b
La efiko de koncernaj parametroj de indukta hejtado sur la temperaturan distribuadon en la brazitaj partoj estis taksita per la nombra simulado de indukta hejtado aplikante la programan kodon ANSYS 10.0.
Simula modelo
Laŭ la metodaro de solvo de kunligitaj elektromagnetaj kaj termikaj problemoj de FEM per la programaro ANSYS 10.0 [3-5], la simulada modelo de indukta hejtado por brazado estis disvolvita inkluzive geometriajn, fizikajn kaj komencajn kaj limajn kondiĉojn. La ĉefa celo de nombra simulado estis difini la optimumajn parametrojn de indukta hejtado (la ofteco kaj la fonta kurento) por atingi la postulatan temperaturan distribuadon en la zono de komuna formado.
Proponita 3D-modelo (Fig. 2) por elektromagneta analizo konsistas el la modelo de tuboj, brazada alojo, akvomalvarmigita induktilo kaj ĉirkaŭa aero (ne montrita en Fig. 2). En la termika analizo, oni konsideris nur la tubojn kaj brasadon. Detalo de la maŝo generita de la liniaj 8-nodaj elementoj en la zono de komuna formado estas ilustrita en Fig. 2b.
Fig. 2 a) Geometria modelo por elektromagneta analizo sen ĉirkaŭa aero kaj b) detalo de la 3D-maŝo generita en la zono de kuniĝo. programaro [3000]. Sekvante la fakton, ke la aplikataj materialoj estas nemagnetaj, ilia relativa permeablo µr = 1.
La komenca temperaturo de brazitaj materialoj estis 20 ° C. Oni supozis perfektajn elektrajn kaj termikajn kontaktojn sur la limaj surfacoj de materialoj. La ofteco de la fonta kurento en la indukta bobeno laŭsupoze estis 350 kHz. La valoro de la fonta kurento estis difinita de la intervalo de 600 A ĝis 700 A. Oni konsideris malvarmigon de la brazitaj tuboj per libera konvekcio kaj radiado al la aero kun la temperaturo de 20 ° C. Kombinita varmotransiga koeficiento dependa de la surfaca temperaturo de latunigitaj partoj estis difinita. En Fig. 3, la temperaturdistribuo en lotitaj eroj post la atingo de postulataj temperaturoj en la komuna zono estas montrita por elektitaj valoroj de aplikataj fontofluoj en indukado hejtanta bobeno. La tempo de 36 sekundoj uzante la fontan kurenton de 600 A ŝajnas esti sufiĉe longa. La rapida hejtado aplikanta la fontan kurenton de 700 A ne povas sufiĉi por la fandado de la Al-brasado-alojo. Tial la fonta kurento proksimume de la nivelo de 104 A ĝis 620 A estas rekomendinda kondukante al la brasaj tempoj de 640 ĝis 25 sekundoj ...
