高頻焊用銀焊環焊圈

銀焊環高頻焊接指南

 銀焊環感應/高頻加熱是一個復雜的釬焊方法，特別適用于高產量的焊接。本文就此予以指南并附有對其他釬焊方法的指導。
 　　釬焊是熔化的銀焊環在毛細管作用下填充工件間隙并形成結點的連接過程。這一焊接方法須在高于450℃ 而低于母材的熔解溫度下進行。廣泛被認同的一種說法是工件和填充金屬共享的電子創造出的永久接頭產生了牢固的連接。
近幾年釬焊系統和技術發展迅速，運用現代的試驗設備，使用者可以發現新的產品和技術來完善這個古老的冶金連接術的的特性，多功能性以及經濟性。在過去的100年，包括氧乙炔炬，控制型環境爐炬焊和真空爐炬焊等許多釬焊產品和系統都得以發展。今天釬焊被廣泛用于各個制造系統，包括空調制冷業，家用工具，汽車零部件，工具和機械，電子元件，船舶航空設施，農業灌溉以及商業機器。
釬焊程序
 　　有效的焊接就是用最低的成本加熱正確的工件部位達到最優的釬焊溫度，這不僅涵括加熱方法還有合適的加熱技術，以確保銀焊環的最佳流動狀態。本文將重點討論感應釬焊的應用和技術。此類釬焊的獨特性征使其快速在目前的金屬裝配上得到廣泛應用。
感應方法
 　　感應釬焊與電阻釬焊相似，熱是從電阻到電流產生出來的。但是也有不同： 大部分釬劑可用于感應過程；因為熱是電通過線圈而非母材產生的，后者部分可能對釬劑絕緣。
感應加熱可以有選擇的進行；允許使用者在較小的裝配量或是不能對工件整體加熱的情況下操作。
感應釬焊的溫度通常在幾秒鐘就可以達到，實現了其高產性。
感應加熱是利用磁場產生電阻來加熱母材的。金屬鐵具有磁性并且電阻較高，加熱起來比銅要快和容易許多。所有金屬都可以進行感應釬焊。近年通過對復雜的鍛造和沖壓工序進行重新設計，使得可以進行成批生產工藝制造；這些新設計就是成本降低的主要因素。
感應加熱在焊接中已經被證明是有價值的輔助。它允許快速局部加熱，以最小的強度損失連接高強度的元件。準確的加熱控制可有效地進行持續的焊接。感應加熱對生產線的適應能力使得工件在裝配上可進行有策略的布局，如有需要也可通過電子遙控進行加熱和控制，比如腳踏開關控制。
過程
    釬焊不僅僅是在接頭間隙熔解銀焊環，接頭必須正確設計并達到要求的公差值，以使填充金屬得以正常流動；必須完全清除母材上的氧化物以提供充足的濕潤性，防止其表面再度氧化；必須選擇合適的銀焊環進行正常的熔解才能保證毛細管流動。感應釬焊的熱是靠在交變磁場中產生感應電流的電阻熱來實現的過程。比如說，工件的釬焊處位于循環加熱的感應線圈產生的高頻交變磁場中，由感應電流的產生電阻熱對工件予以加熱。每一焊接工作都需要高頻電流和合適的感應線圈。
當實施操作時，感應器控制整個循環加熱系統，釬焊變為一個按鈕式焊接工序。往往只需要幾秒鐘的加熱，要焊接的工件就迅速連接在一起，因此感應釬焊適應于大批量生產制造，但也因為其加熱特性對于某些特殊的場合也是適用的。銀焊環在高溫下熔解產生高強度接頭。可以用感應釬焊進行連接的金屬包括碳及合金鋼，不銹鋼，鑄鐵，銅及銅合金，鎳及鎳合金還有含一定量鋁的合金。
大部分釬料的形式為絲，帶和粉狀，另外有延展性的預制合金也可以以墊圈和環存在。為了控制銀焊環的使用量，預制合金允許預先裝配，這樣可以節約合金并產生統一的接頭。一個好的預制合金應該和工件徹底接觸以保證熔解順利進行并達到合適的溫度。
線圈設計的重要性
    設計線圈的時候必須考慮與工件的金屬性能相適應，并遵循被焊接部位的幾何性。通過感應加熱來釬焊時，要特別考慮到加熱的方式，預置銀焊環的方法，相配合工件的公差，熱傳導性以及工件的膨脹性。在母材的接頭附近測試抗張強度往往是失敗的，因此在選擇母材的時候，不僅要考慮其重量，熱 / 電傳導性，抗腐蝕性和其他性能，還有考慮其抗張強度。
接頭的幾何形狀在強度和經濟上也擔當著重要角色。所有的因素都是平等的，較大的焊接表面比較小的表面產生的切變強度要大，但其所需要的母材及銀焊環也較多。工程師的目標就是盡可能的以最小的焊接表面達到強度的要求。至于加熱方式，線圈的設計也都是同等重要的，要保證接頭在達到均勻的溫度時其附近所有區域都高于熔解溫度。同時也要求接頭區域首先達到焊接溫度以避免銀焊條流到較高溫度區而熱量散失。
    預置銀焊環要想得到較好的效果，那么銀焊環不應該和線圈構成一個封閉的環路形成感應耦合。同時也要求不管什么時候都要盡可能的電磁防護預置銀焊環，避免在接頭表面未達到焊接溫度時釬料就熔解了；可以通過把銀焊環放置在裝配工件內部或隱藏在某一元件下來完成。焊接工件的間隙決定了銀焊條的厚度，并且對于接頭的強度也有很重要的影響。如果接頭需要達到最大的強度，那么接頭間隙必須足夠大以允許熔化的釬料通過，且能夠使熔化的釬劑及在加熱過程中產生的氣體泄露出去。
理想的接頭間隙為 0.002-0.005 英寸，很多情況下0.006 或是0.008 也是可以接受的。接頭間隙應該盡可能避免低于0.001 英寸或是高于0.008 英寸，不僅僅因為這樣會導致弱的接頭強度，也因為其制造成本較高。當要釬焊相似材料的工件確定其接頭間隙時，工件的熱膨脹因素必須考慮進去并且要留夠充足的空間，這樣在焊接溫度下銀焊環才能得以填充接頭間隙。
總的來說，在設計釬焊時母材以及銀焊環本身的強度都要同時考慮到。要達到最大的強度，釬焊接頭應該設計為較大的剪切面而非搭接面。最后，建議在預置銀焊環的情況下對接頭進行簡單的檢查。