U cilju povećanja efikasnosti i smanjenja toplotnog efekta zagrevanja metala, Indukcijsko lemljenje predlaže se tehnologija. Prednost ove tehnologije sastoji se uglavnom u tačnoj lokaciji dovođenja grijanja na lemljene spojeve. Na osnovu rezultata numeričke simulacije tada je bilo moguće dizajnirati parametre potrebne za postizanje temperature lemljenja u željenom vremenu. Cilj je bio minimizirati ovo vrijeme kako bi se izbjegao neželjeni termički učinak na metale tokom metalurškog spajanja..Rezultati numeričke simulacije pokazali su da povećanje frekvencije struje dovodi do koncentracije maksimalnih temperatura u površinama spojenih metala. Sa povećanjem struje uočeno je smanjenje vremena potrebnog za postizanje temperature lemljenja.
Prednosti induktivnog lemljenja aluminijuma u odnosu na lemljenje bakljom ili plamenom
Niska temperatura topljenja osnovnih metala aluminijuma, zajedno sa uskim temperaturnim prozorom procesa legura lemljenja koja se koriste, predstavlja izazov prilikom lemljenja sa bakljom. Nedostatak promjene boje tijekom zagrijavanja aluminija ne daje operaterima koji lemljuju nikakvu vizualnu indikaciju da je aluminijum dostigao odgovarajuću temperaturu lemljenja. Operatori lemljenja uvode brojne varijable prilikom lemljenja bakljom. Među njima su postavke baklje i tip plamena; udaljenost od gorionika do dijelova koji se lemljuju; lokacija plamena u odnosu na dijelove koji se spajaju; i više.
Razlozi za razmatranje upotrebe Indukcijsko grejanje kada lemite aluminijum uključuje:
- Brzo, brzo zagrevanje
- Kontrolirana, precizna kontrola topline
- Selektivna (lokalizirana) toplina
- Prilagodljivost i integracija proizvodne linije
- Poboljšan vijek trajanja i jednostavnost
- Ponovljivi, pouzdani lemljeni spojevi
- Poboljšana sigurnost
Uspješno indukcijsko lemljenje aluminijskih komponenti u velikoj mjeri ovisi o dizajnu indukcijski grijači za grijanje da fokusira elektromagnetnu toplotnu energiju u oblasti koje se lemi i da ih zagreje jednoliko tako da se legura za lemljenje topi i pravilno teče. Nepravilno dizajnirani indukcijski svici mogu dovesti do pregrijavanja nekih područja, a da druga područja ne primaju dovoljno toplinske energije, što rezultira nepotpunim lemljenim spojem.
Za tipičan spoj lemljene aluminijske cijevi, operater instalira aluminijski prsten za lemljenje, koji često sadrži fluks, na aluminijsku cijev i umeće ga u drugu proširenu cijev ili blok spoj. Dijelovi se zatim stavljaju u indukcijsku zavojnicu i zagrijavaju. U normalnom procesu, metali za punjenje lemljenjem se tope i teku u spojnicu zbog kapilarnog djelovanja.
Zašto indukcijsko lemljenje u odnosu na aluminijske komponente za lemljenje bakljom?
Prvo, malo pozadine o uobičajenim aluminijskim legurama koje prevladavaju danas i uobičajenim aluminijskim lemovima i lemovima koji se koriste za spajanje. Lemljenje aluminijumskih komponenti je mnogo izazovnije od lemljenja bakarnih komponenti. Bakar se topi na 1980°F (1083°C) i mijenja boju kako se zagrijava. Legure aluminijuma koje se često koriste u HVAC sistemima počinju da se tope na približno 1190°F (643°C) i ne daju nikakve vizuelne naznake, kao što su promene boje, kako se zagreva.
Potrebna je vrlo precizna kontrola temperature jer je razlika u temperaturi topljenja i lemljenja za aluminij, ovisno o osnovnom metalu aluminija, dodatnom metalu za lemljenje i masi komponenti koje se lemljuju. Na primer, temperaturna razlika između temperature solidusa dve uobičajene aluminijumske legure, aluminijuma serije 3003 i aluminijuma serije 6061, i temperature tečnosti često korišćene legure lemljenja BAlSi-4 je 20°F – veoma uzak temperaturni procesni prozor, koji zahteva precizna kontrola. Izbor osnovnih legura je izuzetno važan kod aluminijumskih sistema koji se lemljuju. Najbolja praksa je lemljenje na temperaturi koja je ispod temperature solidusa legura koje čine komponente koje se leme zajedno.
| AWS A5.8 klasifikacija | Nazivni hemijski sastav | Solidus °F (°C) | Tekućina °F (°C) | Temperatura lemljenja |
| BAISi-3 | 86% Al 10%Si 4%Cu | 970 (521) | 1085 (855) | 1085~1120 °F |
| BAISI-4 | 88% aL 12%Si | 1070 (577) | 1080 (582) | 1080~1120 °F |
| 78 Zn 22%Al | 826 (441) | 905 (471) | 905~950 °F | |
| 98% Zn 2%Al | 715 (379) | 725 (385) | 725~765 °F |
Treba napomenuti da se galvanska korozija može pojaviti između područja bogatih cinkom i aluminija. Kao što je navedeno u galvanskoj dijagramu na slici 1, cink je manje plemenit i ima tendenciju da bude anodičan u poređenju sa aluminijumom. Što je manja razlika potencijala, to je niža stopa korozije. Razlika potencijala između cinka i aluminijuma je minimalna u poređenju sa potencijalom između aluminijuma i bakra.
Još jedan fenomen kada je aluminijum lemljen sa legurom cinka je taloženje. Lokalna korozija ćelije ili pitting korozija može se pojaviti na bilo kojem metalu. Aluminij je obično zaštićen tvrdim, tankim filmom koji se formira na površini kada je izložen kisiku (aluminij oksid), ali kada fluks ukloni ovaj zaštitni sloj oksida, može doći do rastvaranja aluminija. Što je dodatni metal duže otopljen, to je otapanje teže.
Aluminijum stvara čvrst oksidni sloj tokom lemljenja, tako da je upotreba fluksa neophodna. Fluksiranje aluminijumskih komponenti može se obaviti odvojeno prije lemljenja ili se u proces lemljenja može ugraditi aluminijska legura za lemljenje koja sadrži fluks. Ovisno o vrsti upotrijebljenog toka (korozivni naspram nekorozivnog), može biti potreban dodatni korak ako se ostatak fluksa mora ukloniti nakon lemljenja. Posavjetujte se s proizvođačem lemljenja i toka kako biste dobili preporuke o leguri za lemljenje i flusu na osnovu materijala koji se spajaju i očekivanih temperatura lemljenja.