Si vous disposiez du meilleur équipement de brasage, pourriez-vous fabriquer le meilleur produit ? Aborder ce sujet peut provoquer une forte insatisfaction chez les ingénieurs, mais tant que vous n'avez pas lu cet article, ma réponse à cette question est non, je vous conseille donc quand même de vous calmer et de lire attentivement cet article. Car je ne pense pas qu’on puisse utiliser le meilleur équipement de brasage pour souder un produit avec un taux de qualification élevé et une belle apparence !
Difficultés de brasage des pièces en aluminium
- Il est facile de former un film d’oxyde extrêmement dense en surface. La nature de ce film d'oxyde est très stable. Couvrir la surface de la pièce empêchera la soudure de mouiller sur la surface de la pièce, affectant ainsi la qualité du brasage. Le point de fusion du film d'oxyde à la surface de l'alliage d'aluminium est très élevé, et à la température de brasage de 270°C, l'épaisseur du film d'oxyde augmente fortement par rapport à la température ambiante, gênant sérieusement le mouillage et la liaison de la charge. le métal et le métal de base. C'est également la principale raison pour laquelle l'alliage d'aluminium est difficile à réparer après avoir été brasé une fois ;
- Lors du brasage d'alliages d'aluminium, à la surface du métal de base avec des oxydes, la soudure liquide se condense souvent en une forme sphérique, ne mouille pas le métal de base et ne comble pas les espaces.
Il convient de noter que les performances de brasage du matériau ne peuvent pas être modifiées, mais nous pouvons améliorer la qualité du soudage en améliorant le processus de brasage.
Méthodes de brasage couramment utilisées pour le métal aluminium
Lors du brasage de l'aluminium, nous utilisons principalement les méthodes de brasage suivantes :
- Brasage à la flamme artificielle ;
Le brasage à la flamme artificielle génère de la fumée, du bruit, des flammes nues et d’autres facteurs préjudiciables à la sécurité et à la santé personnelles de l’opérateur. Les conditions d'exploitation sur site du brasage à la flamme artificielle étant très difficiles, les entreprises qui utilisent le brasage à la flamme artificielle ont des difficultés à recruter des soudeurs à la flamme. À mesure que le nombre d'employés occupant ce poste continue de diminuer, la rémunération du travail a également augmenté et le coût de recrutement d'un soudeur à la flamme est devenu de plus en plus élevé. Venez de plus en plus haut. Dans le même temps, des flammes nues seront produites lors de l'utilisation du soudage à la flamme, ce qui entraînera sans aucun doute une série de problèmes de sécurité dans les travaux de production. À en juger par l'état de développement actuel de l'industrie du soudage, la méthode de soudage à la flamme artificielle devient isolée et n'existe que dans certaines petites entreprises ou endroits ayant des niveaux de productivité relativement arriérés.
2. Plateau tournant à flamme automatique ;
Le plateau tournant à flamme automatique est sans aucun doute une version améliorée du soudage à la flamme artificielle. Le plateau tournant à flamme empêche les opérateurs d'utiliser directement les flammes pour le soudage. Les exigences en matière de compétences des travailleurs sont également considérablement réduites. Bien que le plateau tournant à flamme résolve certains problèmes, il ne peut toujours pas éviter les problèmes de température élevée, de flamme nue, de pollution et de bruit. Dans le même temps, le plateau tournant à flamme a des exigences plus strictes en ce qui concerne le cheminement du gaz sur site. Il est en effet difficile pour les petites et moyennes entreprises de répondre sur place à des exigences aussi élevées. De plus, le coût d’achat actuel du plateau tournant à flamme n’est pas faible. De plus, il ne peut pas éviter les flammes nues. Par conséquent, cela ne résout pas la racine du problème et présente toujours un risque majeur pour la sécurité.
3. Équipement de chauffage par induction à haute fréquence ;
L'équipement de chauffage par induction à haute fréquence est une sorte d'équipement de brasage qui utilise de l'énergie propre. Il est de petite taille et relativement léger. Il est prêt à l’emploi et convient parfaitement à une production flexible. En particulier pour certains produits de pipeline standardisés, les équipements de chauffage par induction à haute fréquence peuvent réaliser directement l'automatisation ou la semi-automatisation, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de la production. Par rapport à la méthode de soudage à la flamme, la consommation d'énergie de l'alimentation électrique du chauffage par induction à haute fréquence est inférieure, ce qui permet à l'entreprise d'économiser beaucoup de coûts de production. Le plus important est que l’utilisation du soudage à haute fréquence évite l’apparition de flammes nues et améliore considérablement la sécurité de la production.
4. Four tunnel de brasage ;
Le four tunnel de brasage présente de grands avantages pour le soudage de certaines pièces de forme spéciale et son contrôle de température est relativement précis. C'est également un équipement largement utilisé dans l'industrie du soudage. Cependant, le four tunnel de brasage utilise principalement un chauffage par fil à résistance, ce qui présente des problèmes de vitesse de chauffage lente et de consommation d'énergie relativement importante. Pendant la production, le four doit être allumé à l'avance pour le chauffage. Cette période de temps gaspille sans aucun doute d’énormes quantités d’électricité et impose une charge considérable à l’entreprise. Il existe un problème inévitable de gaspillage d'énergie lors du soudage de produits comportant plusieurs modèles et un petit nombre de produits individuels. Le four tunnel de brasage ne peut évidemment pas répondre aux besoins d’une production flexible. De plus, le four tunnel de brasage est coûteux, ce qui représente une dépense relativement importante pour les petites et moyennes entreprises.
Brasage par induction de tuyaux en aluminium
Facteurs limitant la popularité du brasage par induction
D’après la description ci-dessus, nous pouvons clairement voir que l’utilisation de sources d’énergie de chauffage par induction à haute fréquence présente un grand potentiel sur le futur marché du soudage. La technologie du chauffage par induction est développée depuis de nombreuses années et est devenue une technologie très mature, mais pourquoi n'est-elle pas aussi largement utilisée dans les applications réelles qu'on l'imagine ? Surtout lorsqu’il s’agit de certains métaux difficiles à souder, comme l’aluminium, la confiance de tous dans les équipements de chauffage par induction a diminué. Beaucoup de choses ont été apprises. Analysons les facteurs qui limitent la popularité du brasage par induction.
- La technologie d'alimentation électrique est relativement arriérée et ne peut pas atteindre les résultats escomptés dans des conditions strictes ;
La plupart des alimentations pour chauffage par induction disponibles sur le marché utilisent une technologie japonaise du siècle dernier. Le principal inconvénient de l'utilisation de circuits de contrôle analogiques est que la méthode de contrôle est relativement arriérée et ne peut pas contrôler avec précision un certain courant de chauffage, ce qui entraîne des exigences de température pendant le processus de soudage. Il est difficile de régler automatiquement lorsque le courant de chauffage est relativement élevé ou lorsque le courant de chauffage doit être modifié. Pour un métal relativement « fragile » comme l’aluminium, c’est au fond une catastrophe. Avec les progrès de la science et de la technologie, les méthodes de contrôle numérique sont devenues la norme par défaut dans l’industrie. Pour l’application la plus élémentaire et la plus importante du chauffage, sans méthodes de contrôle avancées, il est difficile de garantir la précision du processus de traitement, et bien sûr, il est impossible d’en parler. Sur la qualité du produit. En regardant le développement de la technologie mondiale de chauffage par induction, les alimentations électriques de chauffage par induction qui utilisaient des circuits de commande analogiques en Europe et au Japon dès le siècle dernier ont toutes été éliminées. Avec l'amélioration de la capacité de fabrication et du niveau industriel de la Chine, les équipements de chauffage par induction contrôlés par des circuits analogiques en Chine ont finalement été éliminés par la roue de l'histoire !
- Limites de la bobine d'induction
En raison du principe du chauffage par induction, les équipements de chauffage par induction doivent utiliser une bobine d'induction pour permettre à la pièce de se chauffer elle-même. La bobine d'induction fermée est sans aucun doute le moyen le plus efficace. C'est précisément parce que la forme de la bobine d'induction limite les scénarios d'utilisation de certains produits qu'il est difficile d'obtenir des résultats satisfaisants lors du chauffage et du soudage de pièces hétérosexuelles et de produits difficiles à serrer.
- Soudure d'aluminium
En raison des propriétés physiques de l’aluminium métallique, le point de fusion de l’aluminium métallique est très bas. Il nous est difficile de trouver un matériau ayant un point de fusion beaucoup plus bas que l’aluminium métallique et pouvant également garantir de bons résultats de soudage pour souder des pièces en aluminium. Même si j’ai dit que c’était difficile, cela ne veut pas dire que c’était impossible. Les soudures couramment utilisées pour le soudage des métaux en aluminium comprennent :
- Les fils de soudage en aluminium ordinaires sont principalement des soudures portant la marque 4047. Le composant principal est l'aluminium et il doit être soudé avec des additifs ;
- Soudure fourrée. La soudure fourrée enveloppe le noyau de flux à l'intérieur de la peau en aluminium et ne nécessite pas d'ajout d'additifs lors du soudage. Sa transformabilité est bonne. Le fil de soudage peut être enroulé dans la forme correspondante en fonction de la forme du produit, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la production. ;
- La soudure auto-brasante est une soudure réalisée en mélangeant des additifs, de l'aluminium et d'autres substances dans une certaine proportion. Il n'est pas nécessaire d'utiliser des additifs pendant le processus de soudage. Cependant, ses performances de traitement sont médiocres et il est difficile de transformer certains produits aux formes complexes en formes correspondantes. Cependant, certains produits aux formes relativement simples peuvent encore être traités. La soudure auto-brasante est également la meilleure soudure pour le soudage des métaux aluminium.
Brasage comparaison des effets :
Brasure auto-brasante>Boudure fourrée>Boudure commune
- Montages d'outillage
Pour les équipements de chauffage par induction à haute fréquence, les exigences en matière de montage d'outillage pendant le soudage sont relativement élevées, en particulier pour les matériaux « fragiles » tels que l'aluminium, qui nécessitent une plus grande précision de positionnement. Lors de l'utilisation de paramètres automatiques, nous supposons idéalement que la position de la pièce par rapport au capteur reste inchangée à chaque fois, afin que la cohérence de l'effet de soudage puisse être bien assurée. Lors du soudage de l'aluminium, les outillages et les capteurs doivent être utilisés ensemble pour obtenir les meilleurs résultats.
- Manque d’appareil de mesure précis de la température
Pour le soudage de l'aluminium métallique, en raison de la réflectivité de surface relativement élevée de l'aluminium métallique, il est difficile de mesurer avec précision les changements de température lors de l'utilisation d'un thermomètre infrarouge pour mesurer la température. Lorsque la meilleure position pour mesurer la température change, le thermomètre infrarouge devient inutile. Certains utilisateurs partent uniquement de la théorie et ne considèrent pas la situation réelle. L'équipement de mesure de température sélectionné ne répond pas aux exigences ou choisit passivement l'équipement de mesure de température le plus cher. Cependant, au final, ils ne savent pas comment l’utiliser correctement, ce qui entraîne un gaspillage inutile. Bien entendu, il n’existe pas d’instruments de mesure précis de la température. Dans l’article suivant, je mentionnerai un thermomètre bicolore. Quels avantages un thermomètre bicolore peut-il présenter lors du soudage de pièces en aluminium ?
Nous le présenterons en détail ci-dessous.
La tendance de développement du brasage
Dans ce qui précède, nous avons mentionné de nombreux facteurs qui limitent le développement du brasage par induction, mais nous ne pouvons pas arrêter de manger à cause d'un étouffement. Nous pensons toujours qu’il existe d’autres façons de résoudre un problème que le problème lui-même. Bien sûr, permettez-moi d’abord de faire une remarque ici. Nous avons résolu les problèmes mentionnés ci-dessus. Alors, quelle est la tendance de développement du brasage à l’avenir ? Je peux vous dire sans hésitation que la future tendance de développement du brasage doit être : pas de crémation, d'automatisation et sans personnel. Avec le rythme de développement de l'Industrie 4.0, les robots industriels ont fait de l'automatisation et du travail sans pilote une réalité. Alors, pour l’industrie du brasage, comment pouvons-nous parvenir à un fonctionnement sans incendie, automatisé et sans personnel ? Le premier problème qui peut être le mieux résolu est celui de l’absence de crémation, car tant qu’un équipement de chauffage par induction est utilisé, l’absence de crémation est définitivement atteinte. Mais l’entreprise ne se soucie pas de savoir comment y parvenir sans incendie, mais de savoir comment créer de la valeur sans incendie. Ensuite, nous devons l'analyser en fonction de la situation réelle et voir comment le brasage par induction peut être automatisé et sans personnel !
Trouvez le problème et résolvez-le ! Faites de l’automatisation du brasage une réalité !
Nous avons analysé ci-dessus plusieurs facteurs limitant le développement du brasage par induction. Si nous voulons réaliser l’automatisation du brasage par induction, nous devons prendre les mesures appropriées pour surmonter ou éviter ces restrictions.
1. Équipement de chauffage par induction:
Pour le corps principal de l’équipement de brasage, des exigences relativement élevées doivent lui être imposées. Après de nombreuses années d'expérience, nous avons conclu qu'il existe plusieurs processus de base de chauffage, de fusion et de conservation de la chaleur dans le processus de brasage. Nos recherches ont montré que lorsque nous connaissons les caractéristiques de température d'un certain matériau métallique pendant le processus de soudage, il nous suffit de rapprocher le plus possible la température de chauffage fournie par l'équipement à ces nœuds clés, et nous pourrons certainement pour obtenir le meilleur effet de soudage maximum. Nous avons conclu par l'expérience pratique que lors du soudage de métaux tels que des pièces en cuivre ou en aluminium, au moins 5 paramètres de courant et paramètres de temps différents doivent être garantis afin d'approcher au maximum le point critique du meilleur effet de soudage. Par conséquent, lorsque nous soudons des pièces en cuivre ou en aluminium, nous exigeons que l’équipement fournisse au moins 5 sorties de température différentes.
2. Bobine d'induction
La forme de la bobine d'induction fait que certains produits spéciaux sont très difficiles à serrer, c'est donc également un facteur important limitant l'automatisation du brasage par induction. Cependant, nous pouvons utiliser des capteurs d'ouverture ou d'ouverture-fermeture pour maximiser la liberté des produits à traiter, ce qui rend possible l'utilisation de la technologie de brasage par induction dans le soudage de certains produits complexes.
3. Soudure
Bien que plusieurs matériaux couramment utilisés pour le brasage soient mentionnés ci-dessus, tant que l'équipement présente de bonnes performances et est utilisé de manière appropriée, de bons résultats de soudage peuvent être obtenus. Mais pour ces soldats, ce n’est pas perturbant. Elle nécessite encore une sonnerie manuelle ou l'utilisation d'un déchargeur et d'une machine à sonnerie pour la sonnerie, puis le soudage. Cependant, pour certaines pièces aux formes complexes, il n’est pas pratique d’utiliser des machines automatiques de filetage à anneaux, ce qui est sans doute devenu un facteur limitant l’automatisation. Alors pouvons-nous utiliser de la soudure flexible pour résoudre ce problème ? La réponse est oui, nous pouvons utiliser de la soudure liquide au lieu de la soudure rigide ordinaire afin de ne pas avoir à nous soucier des dimensions extérieures du produit et de résoudre le problème du collier depuis la racine. On peut directement utiliser un distributeur automatique ou un bras robotisé pour remplir la position à souder avec de la soudure, puis souder. Cette méthode est sans aucun doute une méthode de production très efficace.
4. Montages d'outillage
Le brasage par induction ayant des exigences strictes en matière de positionnement du produit, nous devons nous assurer que la position relative du produit à souder et du capteur ne change pas. Il est sans doute difficile de positionner la pièce dans l'espace. Si le produit est plus complexe, ce que nous faisons La complexité de l'outillage augmentera également en conséquence. Mais ne l’avons-nous pas mentionné plus haut ? L'utilisation d'un capteur de type ouvert ou d'ouverture et de fermeture avec de la soudure liquide affaiblira les exigences de positionnement du produit à souder. À l'heure actuelle, nous utilisons un bras robotique pour souder automatiquement la pièce à souder, ce qui garantit non seulement les meilleurs résultats pour chaque brasage, mais garantit également pleinement la cohérence du produit.
5. Équipement de mesure précis de la température
Si nous remplissons les quatre conditions préalables ci-dessus, nous pouvons dire que nous sommes sûrs à au moins 99 % que le produit répondra aux exigences du processus. Mais comment améliorer les 1 % restants ? C'est un équipement de mesure de température précis ! Si nous ajoutons un thermomètre de mesure de température fiable et précis à l’ensemble du système de soudage, cela peut rendre nos opérations de soudage plus simples et plus intelligentes. Un équipement de mesure précis de la température peut rendre l’ensemble du système de soudage plus fiable et efficace ! Surtout dans le soudage sans crémation, le rôle des instruments de mesure de température de haute précision n'est certainement pas aussi simple que d'assurer l'effet de soudage d'un seul produit. Un équipement de mesure de température de haute précision et un équipement de chauffage par induction entièrement numérique peuvent former un système complet. Un ensemble complet de systèmes de brasage automatisés ouvre la voie à l’automatisation et même au brasage sans personnel. Par conséquent, la plus grande valeur des équipements de mesure de température de haute précision dans le système de brasage est de rendre le brasage complètement automatisé et sans personnel ! Ci-dessous, j'utiliserai une section pour présenter en détail un appareil de mesure de température précis.
Le thermomètre infrarouge colorimétrique permet un brasage entièrement automatisé et sans personnel
1. Mesure de température infrarouge et thermomètre infrarouge colorimétrique
Tous les objets émettent un rayonnement infrarouge dont l’intensité est déterminée par la température de l’objet, les propriétés des matériaux et l’état de la surface. La température de surface d'un objet peut être calculée avec précision en fonction de la quantité de rayonnement infrarouge émis par l'objet dans une plage de longueurs d'onde spécifique. C'est la thermométrie infrarouge. Étant donné que la mesure de la température infrarouge détermine la température d'un objet en mesurant son rayonnement infrarouge, elle ne nécessite pas de contact avec l'objet à mesurer et peut être mesurée sur de longues distances. Il est particulièrement adapté à la mesure d'objets en mouvement à grande vitesse, d'objets en rotation, d'objets chargés et d'objets à haute température et haute pression. température.
Un instrument qui utilise le rayonnement infrarouge émis par un objet dans une plage de longueurs d'onde spécifique pour calculer la température de surface d'un objet est appelé thermomètre infrarouge monochromatique, tandis qu'un instrument qui utilise le rapport de l'énergie du rayonnement infrarouge de deux longueurs d'onde adjacentes pour déterminer la surface. La température d'un objet est appelée thermomètre infrarouge à rapport couleur, également connu sous le nom de thermomètre infrarouge bicolore.
2. Le thermomètre infrarouge colorimétrique présente les avantages suivants :
Les thermomètres infrarouges colorimétriques éliminent la dépendance à l'égard de la mesure d'énergie absolue et peuvent effectuer des mesures de température avec une précision et une répétabilité supérieures.
● Le thermomètre infrarouge colorimétrique élimine la plupart des influences environnementales et les résultats de mesure ne sont presque pas affectés lorsque la lentille ou la fenêtre est sale.
● Le principe du thermomètre infrarouge colorimétrique détermine que la température mesurée est la valeur maximale de la température cible, qui est la plus proche de la valeur réelle de la température cible.
● Dans le cas d'émissivité de matériau inconnue, le thermomètre infrarouge colorimétrique peut montrer encore plus ses avantages.
● Il possède toutes les fonctions d'un thermomètre monochrome ordinaire et peut être utilisé comme thermomètre monochrome.
Remarque : Dans la plupart des cas, les thermomètres infrarouges colorimétriques peuvent garantir des mesures efficaces même lorsque l'énergie cible est atténuée de 95 %. Le pourcentage d'énergie nécessaire à recevoir n'augmente qu'au bas de la plage de température de mesure.
La technologie des thermomètres colorimétriques a toujours été entre les mains d’entreprises étrangères. Cependant, avec l’amélioration continue du niveau technologique de la Chine, lorsque nous devons collecter des données précises sur la température dans un processus, nous n’avons pas à subir les problèmes des entreprises étrangères : des délais de livraison longs et des prix difficiles à manger. Nous pouvons choisir un thermomètre colorimétrique doté d'une technologie indépendante pour la collecte de température, et la précision de la collecte de température peut déjà atteindre ±1°C.