(豪宇機電有限公司 中國 廣東中山 200603)
【摘 要】結合高頻感應加熱設備及釺焊的工作原理，介紹了高頻感應釺焊工藝在冰箱壓縮機高壓排氣管焊接中的應用。 通過與火焰釺焊工藝的對比分析，降低了焊漏、焊堵等不良，提高了產品質量，降低了生產成本。 結合實際的壓縮機高壓排氣管焊接工藝，介紹對設備、感應器、釺料、釺劑、裝卡等方面的控制，來保證焊接質量。
【關鍵詞】高頻感應焊；釺焊；壓縮機；排氣管
0.引言
傳統的冰箱壓縮機高壓排氣管焊接工藝採用銀焊條手工火焰釺 焊的方式。 火焰釺焊溫度高、加熱快，但也容易出現加熱不均勻、過燒等不良；銀焊條成本高，手工釺焊焊條用量無法保證，且容易出現焊漏、焊堵等問題，隨之而來的是返工、返修、報廢和銀焊條的再次浪費。因此，火焰釺焊對操作者的技能水平要求也較高。
自從高頻感應焊機應用以來，高頻感應釺焊工藝使排氣管的焊接 技術獲得了突飛猛進的發展。結合自動送焊絲機和自動點焊藥裝置的 應用，更是實現了排氣管的自動化焊接，提升了壓縮機製造水平。
1.釺焊的基本原理
釺焊是通過加熱將釺料加熱到合適的溫度（450℃以上，高於釺料液相線溫度,但低於母材固相線溫度），利用液態釺料的毛細吸管作用 填入釺縫接頭，形成同種或異種材料之間的連接。
釺焊接頭強度高、韌性好、氣密性好、美觀、易拆卸，焊接溫度低， 容易實現自動化。
釺焊要求有母材之間有很好的配合和合適的間隙，焊接前需要清 潔金屬表面，焊接過程中給工件塗敷釺劑或有保護氣氛，對工件做適當的裝夾固定，選擇適宜的加熱方式，焊後需對接頭進行清洗。
2.高頻感應釺焊的基本原理
感應釺焊是將工件放置在高頻交流電感應線圈產生的電磁場中， 導體裡將產生渦電流，通過表面感應電流產生的電阻熱來實現釺焊。
感應釺焊操作簡便，加熱速度快。 加熱速率隨感應線圈和工件間距離呈相反的變化，隨距離的增加，加熱速率急速下降。電阻率小的金屬（Cu、Al）升溫要比電阻率大的金屬慢（鋼及不鏽鋼）。
感應釺焊不需要加熱整個部件，經濟性好。採用局部加熱，可避免工件其他部位軟化。加熱深度依賴於交流電頻率， 交流電頻率增加加熱深度將會降低，電流頻率應視接頭和母材情況而定。 高頻感應加熱設備的頻率一般在 30-100KHZ。
3.高頻感應釺焊的應用
對於冰箱壓縮機高壓排氣管的釺焊來說，應用高頻釺焊工藝必須 對感應加熱設備、感應器、釺料、釺劑、夾具等方面的進行正確的選擇， 並需要通過大量的加熱實驗對不同電流、 時間等參數進行變換實驗， 摸索出最適合該產品的一套參數，保證較好的焊接質量。
3.1 高頻焊機的選擇
頻率越高，加熱深度越淺；頻率越低，透熱性越好。 冰箱壓縮機外排氣管為 1mm 厚紫銅管， 內排氣管為 0.5mm 厚邦迪管， 母材厚度較薄，使用高頻感應焊機可達到較好的焊接效果。
加熱速度可以通過感應器輸出功率、加熱時間、材料質量、比熱等參數進行計算，選擇功率範圍適合的感應焊機。 冰箱壓縮機排氣管焊接一般選用 30KW 的高頻焊機。
焊機可以分兩個階段或多個階段加熱，每個階段都可設定不同的電流和加熱時間，保證焊接過程的穩定和一致性，從而保證焊接質量。
3.2 感應器的製作
為減小感應器自身發熱， 感應器一般用電阻率較低的紫銅管制作，盤繞成螺旋狀線圈。 管通有循環冷卻水通過，對感應器進行冷卻， 及時帶走熱量， 防止感應器被燒壞。 一般情況下， 線圈應選用直徑5mm 以上的紫銅管制作，水壓大於2Bar，水流量大於 10L/min。 線圈在製作過程中不能出現死彎，確保循環水流通順暢。 銅管在折彎前要先進行退火處理，使銅管變軟，以免在折彎過程中出現裂紋。應使用模具進行折彎，保證線圈的形狀、尺寸的精度和一致性。如果所要折彎角度較大，還可以用砂子或鹽填充在銅管中，或將一些熔點較低的金屬絲插入管中，待線圈成型後再加熱使填充物流出。
感應器的尺寸應根據工件的外形尺寸進行設計。 感應線圈應儘可能與零件緊密地耦合，以得到最大的能量轉換。 螺線管中心的磁力線數量最大，此處加熱速度最快。線圈纏繞設計應避免磁場抵消。壓縮機 用排氣管焊接感應器要做成半開口型，以使排氣管可以進出感應線圈。
感應線圈需要做絕緣處理。 焊接過程中，在感應線圈中通過高頻交流電源，線圈附近會產生磁場，內排氣管在其磁場的作用下會發生擺動，若與感應線圈接觸會發生放電打火現象，甚至會導致感應器擊 穿，線圈燒毀。 因此，感應線圈需要做絕緣處理。 可使用耐高溫絕緣膠帶纏繞或做耐高溫塗層，如雲母帶、陶瓷塗層等。 兩電極之間應使用2mm 厚的耐高溫絕緣材料分隔開，如聚四氟板。 感應器與焊槍手柄的連接應使用銅螺栓或不鏽鋼螺栓，不能使用帶有磁性或可被感應加熱 的金屬螺栓。
3.3 裝卡與固定
焊接前要對工件做裝卡固定， 分為附加夾具固定和工件自我固定。 冰箱壓縮機排氣管通常可以滿足自我固定，可不使用附加夾具固定。
在手動進行批量焊接時， 還應使用定位夾具對感應器進行定位， 才能保證接頭的焊接質量和一致性。 定位夾具應使用耐高溫絕緣材料製成，如聚四氟。 定位夾具不但要保證感應線圈與被加熱工件的距離， 實現較高的熱效率，而且還要保證感應線圈與工件的高度位置，不能 過高或過低。 我們知道，釺焊是利用液態釺料的毛細吸管作用填入釺縫接頭。 如果線圈位置較高，感應器會先加熱上部的內排氣管，內排氣管是邦迪管，感應加熱速度很快，會迅速變紅將焊料熔化、沸騰，此時釺縫的毛細吸管作用還不明顯，填充效果差。 若果線圈位置過低，感應器會先加熱下部的外排氣管，外排氣管是銅管，加熱速度慢，且內排管磁場被屏蔽加熱慢，毛細吸管作用也不明顯，焊料熔化後會流到外排 氣管的管壁外側。 理想的加熱狀態是，感應器的加熱位置應在內、外排氣管的相交位置上，內、外排氣管交匯處同時紅熱，釺料一邊熔化一邊就被吸到焊縫中。
3.4 釺料與釺劑的選擇
釺料就是填充到焊縫中起到連接作用的金屬或合金。 壓縮機行業中排氣管的焊接多採用銀基釺料或銅基釺料。 其中銀基釺料具有熔點低、工藝性好、接頭強度高、塑性好等優點被廣泛使用於壓縮機行業中。 根據不同的釺焊工藝可選用不同形態的釺料，如：手動火焰釺焊中可使用焊條、手動感應釺焊中可使用環狀的預成型件、自動釺焊中可 使用盤絲或焊膏。
釺劑是在加熱過程中潤溼金屬表面，去除金屬表面氧化物,或防 止金屬表面被氧化的物質。 主要根據母材和釺料的性質來選擇相應的釺劑，如；工作溫度、釺料成份等。 根據不同的釺料形態選用不同形態的釺劑，如：焊條配合粉狀釺劑、盤絲配合膏狀釺劑、焊環可直接做成藥芯或藥皮焊環。
4.結語
高頻感應釺焊工藝的應用保證了產品質量， 減少了返工、返修的浪費。 實現排氣管焊接的自動化生產， 可實現定量供給釺料， 降低了貴金屬的耗量， 節約了生產成本， 焊接速度快， 提高了生產效率。
【參考文獻】
［1］趙越.釺焊技術及應用（第一版）[M].北京化工工業出版社，2004，04.
［2］Stanley Zinn，S.L.Semiatin[M].感應線圈設計與製作.