第六章 感应钎焊
6.2 感应钎焊的设备
感应钎焊所用的设备主要由两部分组成，即交流电 源和感应圈。此外还有夹持和定位零件所需用辅助夹 具．图6.5和图6.6分别表示感应钎焊装置的原理和感 应圈型式。
第六章 感应钎焊
第六章 感应钎焊
用于钎焊的交流电源主要是中频和高频，工 频很少直接用于钎焊。中频电源可以是电动机发电机组，也可以是固体变频设备，它们适用 于钎焊大厚件。常用的高频电源是真空管振荡 器。真空管振荡器能产生的频率范围200kHz— 8MHz，一般最常用的设备频率为150～600 kHz。 频率越高，加热越迅速，特别适用于钎焊薄件。 如果采取灵活的操作手段，也可钎焊较厚的工 件，因此得到广泛采用。
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感应圈是感应钎焊设备的重要器件，交流电源的能量是通过 它传给焊件而实现加热的。因此感应圈的结构是否合理，对于 钎焊质量和提高生产率有重大影响。正确设计和选用感应器的 基本原则是保证焊件加热迅速、均匀及效率高。通常感应圈均 用纯铜管（圆管或扁管）制作，工作时管内通水冷却；管壁厚 度应不小于电流渗透深度，一般为1～1.5mm。感应圈与焊件之 间应保持间隙以避免短路。为了提高加热效率，应尽量减少圈 匝间及与焊件的无用间隙。为此，圈应制成与所钎焊接头相似 的形状，并与焊件保持不大于3mm的均匀间隙。但对于壁厚不均 的焊件或非圆形焊件，有时也可借调节感应圈与焊件的间隙来 保证较均匀的加热。感应圈的匝间距离一般取为管径的0.5～1 倍。应尽可能采用外热式感应圈，这是由于电流的环向效应， 使外热式感应圈比内热式感应圈的加热效率高。
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一些产品的零部件可以通过感应钎焊来进 行连接，作为最后一道工序完成加工。连接 区域的部件，包括将要被连接的部件表面， 可以有选择的加热到钎焊温度。感应钎焊是 靠感应线圈或感应器使接头内部产生感应电 能实现加热的。近年来，感应钎焊在工业中 的应用越来越受到人们的重视。
6.1.1
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Hale Waihona Puke 第六章 感应钎焊6.1.2 感应钎焊的优点
① 选择感应电流作为热源，充分利用局部加热 的方式对工件进行加热，通常可以减少构件的性 能变化。 ② 精确的加热控制，精确稳定的工艺循环，提 供了外观平整、光滑、均匀的接头。 ③ 加热速度快，正常的感应加热循环因为加热 速度快，变色轻并避免结垢，—般来说允许在空 气中加热。
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④ 在需要时，感应器和控制箱可采用柔性连接 (见图6．2)，满足在工件移动的过程中钎焊接头。 ⑤ 使用感应钎焊可减 少和简化夹持工装。感 应钎焊的加热范围小， 增加了所用工装的寿命， 保持了被连接部件的尺 寸精度。 ⑥ 产量不高时，如果 有现成的感应发生器， 用铜管制成的简单的感 应器也可以很经济的完 成感应钎焊操作。
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6.1 感应钎焊的特点及应用
感应钎焊的加热方式
感应钎焊是通过感应电流加热的，感应电流流过工件时的 电阻热是主要热源，有时被称做12R损耗。如果部件是一个电 导体，被放置有快速变化的交变电流流动的感应线圈的电磁 场中时，电阻热将发生在每个部件上，如图6．1所示。 感应电流在工件表面上是最大的，向内部逐步减小。因此， 在高频情况下，表面热可能具有最高的功率密度(kW／C㎡表 面)。 实际工件的加热深度取决于频率和所感应的表面开始发热 后的加热速度。感应钎焊通常应用相对较低的功率密度 0．08～0.24kW／cm，以防止产生过量的表面热。感应加热的 主要目的是将局部加热的接头区域达到所需的恒定温度。
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感应钎焊时，为保证装配准确性及与感应 圈相对的位置，往往需要一些辅助夹具来夹 持和定位焊件。它们对于提高生产率和保证 钎焊质量有重要作用。特别是在自动和半自 动感应钎焊设备中已经发展为一套复杂装置。 在设计夹具时应注意的是，与感应圈临近的 夹具零件不应使用金属，以免被感应加热。
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6.4 感应钎焊的材料
钎焊件的装配间隙大小对钎缝的力学性能 有很大的影响。推荐的装配间隙值见表6.1. 感应钎焊时，焊件置于感应圈中或近旁，难 以送进钎料。因此宜在装配时预先把钎料和 钎剂放好。可使用箔状、丝状、粉状和膏状 的钎料。放置的钎料不宜形成封闭环，以免 因自身的感应电流加热而过早熔化。由于加 热迅速，应注意选用毛细性好的钎料。
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表6.1 感应钎焊推荐装配间隙表 （mm）
注：1.表内数值系径向间隙值； 2.零件的尺寸减小，则间隙可选择下限间隙值，反之亦然； 3.采用与被钎焊金属物理化学性质相差较大的钎焊时，可选择 上限间隙值； 4.异种材料钎焊时，考试到膨胀系数的差异，表值应视为在 钎焊加热状态下的实际间隙。
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6.3 感应钎焊方法的分类
感应钎焊可分为手工的、半自动的和自动的三种方式。手工感 应钎焊时，焊件的装卸、钎焊过程的实施和调节都靠手工操作。 这种方式只适用于简单焊件的小批量生产，其生产效率低，对工 人的技术水平要求高，但它具有较大的灵活性。例如，当钎焊设 备技术规格不合适而又需钎焊厚件时，有时可借断续通电加热来 解决。半自动感应钎焊，焊件的装卸和通电加热仍靠人来操作， 但钎焊过程的断电结束是借助于时间继电器或光电控制器自动控 制。自动感应钎焊使用的感应圈是盘式或隧道式。工作时感应圈 一直通电，利用传动带或转盘把焊件连续送入感应圈中。焊件所 需的加热是靠调整传送机构的运动速度控制焊件在感应圈中的时 间来保证。这种方式的生产率高，主要用于小件的大批量生产。
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6.1.3 感应钎焊的缺点
① 配套系统复杂。 ② 部件的装配难度大。 ③ 设备的初装费用高。 ④ 需要专门知识。
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6.1.4 感应钎焊的应用
感应钎焊广泛使用于消费品、工业产品、结构组 件、电力和电子产品、微型设备、机器和手工工具 以及空间部件等。 图6.3和图6.4所示为紫铜件构成的管件靠感应钎 焊组合在一起，使用BCu91PAg钎料环．不使用钎剂。