Что скажут Фарадей-Максвелл и Джоуль-Ленц?

div>

Причины, по которым индукционную пайку стали широко применять в промышленности:

Индукционная пайка — это процесс нагрева, где два или более объекта соединяются друг с другом с помощью другого металлического сплава с более низкой температурой плавления при высокой скорости нагрева деталей (до 250°С в секунду).

Место спайки образует прочную связь между спаиваемыми объектами. Индукционная пайка позволяет соединять все токопроводящие материалы, такие как сталь, медь, алюминий, твёрдые сплавы и другие.

Индукционная пайка обеспечивает высокую воспроизводимость результатов и производительность процесса благодаря большой плотности энергии, процесс легко поддаётся механизации и автоматизации. Длительность нагрева при этом измеряется секундами.

Ряд технологических комплексов индукционного нагрева производит и реализует АО «ЦКБ «Геофизика». Одна из моделей, которую выпускает предприятие, — комплекс индукционный технологический КИТ-10/44, предназначенный для пайки трубопроводов в монтажных условиях. Это трубы из стали 12Х18Н10Т, титанового сплава ПТ-7М, диаметром 6÷50 мм с толщиной стенки 0,5÷2 мм. Время пайки составляет 35÷50 с.

Коэффициент полезного действия — не менее 60%.

Такой метод даёт высокое качество соединений, поэтому он получил широкое распространение в производстве наиболее ответственных конструкций и особенно эффективен там, где принципиально недопустимо применение открытого пламени, например, при монтаже трубопроводов внутри корпусов летательных аппаратов.

Комплекс смонтирован на подвижную платформу и может перемещаться по цеху непосредственно к месту монтажа усилиями одного человека, чтобы быть в непосредственной близости от объекта пайки.

В состав комплекса входит:

Технические характеристики комплекса:

При разработке комплекса КИТ-10/44 мы учитывали технические параметры, влияющие на качество спайки трубопроводов, а также технологические особенности производства работ в стеснённых условиях, таких как конструктивы летательных аппаратов.

Для формирования качественных паяных соединений в изделиях необходим соответствующий выбор частоты нагрева, конструкции индукторного устройства и оптимизация режимов процесса. При выборе рабочей частоты для пайки трубопроводов в первую очередь имеет значение отношение глубины проникновения тока в металл Δ к толщине стенки tст трубопровода, а именно должно выполняться условие Δ/tст ≥  1. В диапазоне частот 40÷70 кГц указанное выше соотношение для рассматриваемых трубопроводов выполняется. Кроме того, коэффициент полезного действия индуктора-трансформатора в данном диапазоне частот изменяется незначительно (единицы %).

Таким образом, в соответствии с ГОСТ Р 51318.11-2006 была выбрана рабочая частота задающего генератора 44 кГц, что подтвердилось на практике при пайке трубопроводов, в том числе на Иркутском авиационном заводе — филиале ПАО «Корпорация «Иркут».

Обычно для пайки трубопроводов используют индуктор-трансформатор (рис. 1), в состав которого входят:

Такая конструкция при обеспечении хорошего качества пайки имеет значительный недостаток, касающийся технологического выполнения самой работы. Первичная обмотка увеличивает время производства работ, особенно в стеснённых условиях.

Чтобы исключить этот недостаток, в АО «ЦКБ «Геофизика» был разработан безнамоточный индуктор-трансформатор, обеспечивающий как высокое качество пайки, так и удобство монтажа, заключающегося только в стыковке двух полуцилиндров на монтируемом трубопроводе. Конструкция индуктора обеспечивает пайку в защитном газе (аргоне). Такие индукторы успешно применяют для пайки трубопроводов самолётов на авиационном заводе имени Ю.А. Гагарина в городе Комсомольске-на-Амуре.

Комплекс обеспечивает нагрев трубопроводов до заданной температуры (max 1400°С), последующую выдержку в течение выбранного времени с поддержанием заданной температуры и автоматическое отключение генератора. В состав комплекса входит пирометр с волоконно-оптическим бронированным кабелем, который позволяет исключить влияние электромагнитных помех, перепадов и скачков напряжения электросети на стабильность и качество пайки трубопроводов.