İNDÜKSİYON BRAZING

Brazing, iki veya daha fazla metal parçasını, bu metal parçaların erime sıcaklığının altında kalan bir dolgu metali ile eritilerek birleştirilmesi işlemidir. Bu işlemde dolgu metalinin erime noktası, birleştirilen ana metalin erime sıcaklığından genellikle 450°C (842°F) daha düşük olmalıdır. Brazing, kaynağa benzer şekilde çalışır ancak ana metallerin erimesine neden olmaz.

Brazing yapılmış bir birleşimin birleşim gücü kaynak işleminden daha az olsa da, brazing ona göre birkaç önemli avantaj sunar. Örneğin, iki farklı metali ve kaynaklanamayan ince et kalınlığına sahip parçaları birleştirebilir.

Brazing uygulamasının farklı endüstrilerde çeşitli uygulamaları vardır. Otomotiv endüstrisinde brazing yapılmış borularla yine boruları birleştirmek, elektrik ekipmanı endüstrisinde iletken bakır şeritleri ve baraları birleştirmek, gümüş kontakların kaynağı, bağlantı parçalarında pirinç rekorların brazing işlemi gibi binlerce değişik uygulama için kullanılır.

1. Dolgu Metali: Kullanılan dolgu metali, birleştirilen metal parçaların erime sıcaklıklarının altında erimeye sahip olmalıdır. Yaygın dolgu metali alaşımları arasında bakır, gümüş ve alüminyum bulunmaktadır.
2. Isı Uygulaması: Dolgu metalinin akması için gerekli sıcaklık, indüksiyonla ısıtma yöntemiyle sağlanır. Bu sıcaklık, dolgu metalinin erime noktasının üzerinde olmalıdır.
3. Dekapan (Flux): Metal yüzeylerinin oksidasyonunu ve kirlenmesini önlemek için dekapan kullanılır. Dekapan, dolgu metalinin düzgün bir şekilde akmasını ve metal yüzeyleri arasında iyi bir ıslatma sağlamasını destekler.
4. Temizlik: İşlemin başarılı olması için, birleştirilecek metal yüzeylerinin temiz ve oksidasyonsuz olması gerekir. Bu, güçlü ve güvenilir bir bağlantı sağlar.

1. Torç Brazing: Metalleri Birleştirmenin Güvenilir ve Beceri Gerektiren Bir Yöntemi Torç brazing, en çok kullanılan brazing türlerinden biridir. Bu brazing işleminde dekapan, bir alevli torç aracılığıyla iki birleştirme yüzeyine uygulanır. Torç, oksidasyonu önlemek için indirgeyici bir alev taşır. Bu alev normalde asetilen veya propilen ile beslenirken, dolgu malzemesi tel veya çubuk şeklindedir.

Torç brazing genellikle manuel olarak yapılır, bu nedenle alevi yapılandırmak ve elde tutulan torçları çalıştırmak için eğitimli personel gerekir. Yöntem çoğunlukla, istenen sonuçları elde etmek için yüksek düzeyde kontrolün gerekli olduğu onarım çalışmaları için uygundur. Ayrıca, çoğu görevin manuel olarak yapıldığı üretim senaryolarında da kullanılabilir.

2. Fırın Brazing: Orta ve Yüksek Üretim İçin Çok Yönlü ve Verimli Bir Yöntem Fırın brazing, ısı sağlamak için ticari bir fırın kullanan bir yöntemdir. Bir ısı rezervuarı kullanıldığından, yöntem orta ve yüksek ölçekli üretim ihtiyaçları için oldukça uygundur.

Orta ölçekli üretim için, süreç bileşenlerin yüklenmesi ve metalin küçük partiler halinde fırına yüklenmesiyle başlar. Daha sonra, fırın gerekli brazing sıcaklığına ısıtılır. Isıtma işlemi tamamlandıktan sonra, bileşenler soğutulur ve fırından çıkarılır.

Yüksek üretim operasyonları, parçaların bir konveyöre yerleştirildiği ve çeşitli ısıtma ve soğutma bölümlerinden geçirildiği akışlı fırınlar kullanır.

Sıcaklık ve atmosfer kontrolü, atmosferin nötr veya indirgeyici bir ortam gerektirmesiyle fırın brazing kritik öneme sahiptir. Bazı durumlarda, vakumlu fırınlar da kullanılabilir.

3. İndüksiyon Brazing: Düşükten Yüksek Üretime Hızlı Isıtma Yöntemi İnüksiyon brazing, elektrik direnci yoluyla ısı üretimi ilkesine göre çalışır. Bu brazing yönteminde, dolgu metali ile yüklenen parçalar, yüksek frekanslı AC taşıyan bir indüksiyon bobininin içine yerleştirilir. Dikkat edilmesi gereken önemli nokta, parça montajının sadece içine yerleştirilmesidir. Bobinle fiziksel bir bağlantı yoktur ve temas yoktur.

İndüksiyon brazingde kullanılan AC frekansları 5 kHz – 5 MHz aralığındadır. Daha yüksek frekansların önce yüzeyi ısıtması istenirken, daha düşük frekanslar iş parçasına daha derin ısı nüfuzuna neden olur.

İndüksiyon brazing, normalde düşük ila yüksek üretim gereksinimlerini karşılamak için kullanılır. Ek olarak, metal parçalarda yüksek kaliteli brazing bağlantıları üretmek için hızlı bir ısıtma yöntemi sunar.

• Tanım: İndüksiyon brazing, metal parçaları yüksek frekansta elektromanyetik alan kullanarak ısıtmayı içeren bir brazing türüdür.
• İşlem:
• İndüksiyon Bobini: Metal parçalar, indüksiyon bobinleri tarafından oluşturulan manyetik alan kullanılarak ısıtılır.
• Kızılötesi Sensörler: İşlem sırasında sıcaklık, kızılötesi sensörlerle izlenir ve kontrol edilir.
• Dekapan ve Koruma: Oksidasyon ve kirlenmeyi önlemek için dekapan veya inert gaz atmosferi kullanılır.

4. Rezistans Brazing: Küçük Parçalar İçin Doğrudan Isıtma Yöntemi

Rezistans brazing, akım içinden geçerken metal iş parçalarının direncinden ısı elde eden bir yöntemdir. Bu işlemde, parçalar, aralarındaki dolgu metaliyle birlikte elektrotlar arasında tutulur. Daha sonra elektrotlardan yüksek basınç ve akım geçer.

Rezistans brazing yöntemi, indüksiyon lehimlemeyle aynı prensibi izler. Ancak bir fark vardır. Bu durumda, metal parçalar o halkanın içine yerleştirilmek yerine elektrik halkasının bir parçasıdır.

İlginçtir ki, bu işlemde kullanılan ekipman, direnç kaynağında kullanılan ekipmana benzer. Ancak, brazing ekipmanı kaynaktan çok daha az güç tüketir.

Hem indüksiyon hem de rezistans brazing hızlı döngüler sunduğundan, küçük ölçekli üretim birimlerinde faydalıdır.

5. Daldırma Brazing: Çoklu Parçalar İçin Hızlı Isıtma Yöntemi Daldırma brazing, ısıtma için erimiş metal banyosu veya erimiş tuz banyosunun kullanıldığı bir işlemdir. İşlemin adından da anlaşılacağı gibi, birleştirilmiş parçalar ısıtılmış banyolara daldırılır ve katılaşma işlemi parçalar çıkarıldığında gerçekleşir.

Tuz banyosu yönteminde, erimiş karışım, akışkan bileşenleri ve dolgu metali önceden montaja yerleştirilir. Metal banyosundayken, erimiş dolgu metali ısıtma ortamı görevi görür ve daldırma işlemi sırasında kılcal etkiyle birleştirmeye çekilir.

Önceki iki yöntem gibi, daldırma brazing de hızlı döngüler sağlar. Ancak, tek bir bileşende veya hatta aynı anda birkaç bileşende birden fazla birleştirmeyi lehimleme avantajına sahiptir.

6. Kızıl ötesi Brazing: İnce Bölümleri brazing yapmanın Modern Yolu

Kızılötesinde, brazing için ısı yüksek yoğunluklu IR lambalar aracılığıyla sağlanır. Bu lambalar yaklaşık 5.000 W ısı üretebilir ve bu da metal parçalara atıldığında erimelerine ve ardından brazinge neden olur.

İşlem zaman alır ve daha önce açıklanan brazing yöntemlerine kıyasla yavaştır. Bu nedenle, kullanım durumu yalnızca ince metal bölümleri birleştirmek ve brazing ile sınırlıdır

Sonuç

Her biri farklı bir ısıtma kaynağı ve bir dizi avantaja sahip altı ana brazing türü vardır.

Torç lehimleme, genellikle onarım işlerinde kullanılan güvenilir, beceri gerektiren bir yöntemdir. Bir fırın içeren fırın brazing, orta ila yüksek üretim uygulamalarına uygundur. Elektriksel direnç ısısı kullanan indüksiyon ve rezistans razing, küçük parçalar için en uygun hızlı ısıtma yöntemleridir. Daldırma brazing, birden fazla bağlantı yeri için hızlı bir yöntemdir, kızılötesi lehimleme ise yalnızca IR ışınları kullanılarak ince eklemlerle sınırlıdır.

Kısacası, altı lehimleme yönteminin her birinin kendine özgü kullanım durumu vardır ve yöntem seçimi uygulamaya, üretim ölçeğine ve istenen sonuca bağlıdır.

• Lokalize Isı: İndüksiyon brazing, yalnızca hedeflenen bölgeleri ısıtarak çevre bölgeleri korur.
• Hassasiyet: Yüksek frekansta ve kısa sürede ısıtma sağlar, böylece işlem hassas ve kontrollü olur.
• Enerji Tasarrufu ve Verimliliği: Enerji, doğrudan hedef bölgeye iletildiği için daha az enerji tüketimi sağlar.
• Yüksek Verimlilik: Süreç hızlıdır ve otomatikleştirilebilir, bu da üretim hızını ve verimliliğini artırır.
• Temizlik ve Güvenlik: Açık alev ve duman riski olmadan temiz ve güvenli bir işlem sunar.
• Tekrarlanabilirlik: Hassas sıcaklık kontrolü ve otomatikleştirilmiş süreçlerle yüksek tekrarlanabilirlik sağlar.

İndüksiyon bobinleri ve bunların kullanım süreçleri, ısıtma işlemlerinde kritik bir rol oynar. Bobinlerin tipi ve yerleşimi, metal iş parçalarının şekline, büyüklüğüne ve hedeflenen ısınma bölgesine göre değişir.

Bobin Tipleri

1. Spiral Bobinler: Genellikle silindirik parçaların ısıtılmasında kullanılır.
2. Helisel Bobinler: Daha uzun ve ince parçalar için uygundur.
3. C Tip Açık Ağızlı Bobinler: Kolay erişim ve yerleştirme gerektiren parçalar için tercih edilir.
4. U Tip Açık Ağızlı Bobinler: Uygun temas sağlamak için belirli şekilli parçalar için tasarlanmıştır.
5. Düz Bobinler: Yüzeysel ısıtma gerektiren geniş yüzeyli parçalar için kullanılır.

Yerleşim

Bobinler, metal parçanın çevresine yerleştirilerek, manyetik alanın etkili ve homojen bir şekilde yayılması sağlanır. Bu düzenleme, ısının eşit dağılmasını ve iş parçasının istenilen sıcaklığa hızlıca ulaşmasını sağlar.

Isı Uygulama ve Kontrol

Frekans ve Güç Ayarı: İndüksiyon jeneratörü, elektrik akımını yüksek frekansta sağlar. Uygulanan frekans, metalin türüne ve kalınlığına göre ayarlanır. Bakır gibi malzemeler düşük frekansta ısıtılırken, paslanmaz çelik daha yüksek frekanslarda ısıtılır.

Sıcaklık İzleme: Isıtma sürecinin hassas kontrolü için kızılötesi pirometreler ve termal kameralar kullanılır. Bu cihazlar, işlem sırasında sıcaklığın sürekli izlenmesini sağlar ve dolgu metalinin doğru sıcaklığa ulaşıp ulaşmadığını kontrol eder.

Dekapan (Flux)

İşlev: Dekapanlar, metal yüzeylerindeki oksidasyonu önler ve dolgu metalinin yüzeye düzgün yayılmasını sağlar. Temiz bir yüzey, başarılı bir bağ kurmak için gereklidir.

Seçim: Dekapan seçimi, iş parçasının metal türüne ve işlem koşullarına bağlı olarak değişir. Sıvı, jel veya toz formunda olabilir.

Koruyucu Atmosferler

İnert Gazlar: Argon veya azot gibi gazlar, oksidasyonu önlemek amacıyla ısıtma işlemi sırasında metal yüzeylerini korur.

Kapalı Bölmeler: Bazı indüksiyon sistemleri, işlem sırasında oksijenin metal yüzeyiyle temasını tamamen engellemek için kapalı ortamlar kullanır. Bu, özellikle yüksek sıcaklıklarda oksidasyona yatkın metaller için gereklidir.

İndüksiyon ısıtma işlemlerinin bu bileşenleri, metalin türüne ve işlem hedeflerine göre optimize edilerek yüksek verimlilik ve doğruluk sağlar.

Otomotiv Endüstrisi

• Isı Eşanjörleri: Isı eşanjörlerinin montajı ve onarımı.
• Radyatörler: Radyatör bağlantılarının ve bileşenlerinin birleştirilmesi.

Havacılık ve Uzay Endüstrisi

• Motor Parçaları: Uçak motorlarının yüksek sıcaklıklara dayanıklı parçalarının birleştirilmesi.
• Yüksek Performanslı Bileşenler: Yüksek hassasiyet gerektiren bileşenlerin üretimi.

Elektronik Endüstrisi

• Elektronik Bileşenler: Küçük elektronik bileşenlerin montajı ve onarımı.
• Konektörler: Elektronik konektörlerin birleştirilmesi.

Tıbbi Cihaz Endüstrisi

• Tıbbi Cihazlar: Yüksek hassasiyet gerektiren tıbbi cihazların üretimi.
• Implantlar: Metal implantların birleştirilmesi ve onarımı.

HVAC (Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme)

• Bakır Borular: HVAC sistemlerinde kullanılan bakır boruların birleştirilmesi.
• Soğutucu Üniteleri: Soğutucu ve ısıtıcı ünitelerin montajı.

Enerji Kaynağı

• Jeneratör Gücü: İndüksiyon jeneratörleri, metal parçanın büyüklüğüne ve kalınlığına göre belirli bir güçte çalışır. Bu güç, işlem süresi ve verimlilik üzerinde doğrudan etkiye sahiptir.
• Frekansta Güç: Frekans, ısıtma sürecinin verimliliğini ve etkinliğini etkiler. Daha yüksek frekansta işlem yapmak, daha hızlı ısıtma sağlar.

Isı Uygulama Süresi

• Süre: Metal parçanın türüne ve kalınlığına bağlı olarak değişir. İnce metal parçalar daha kısa sürede ısınırken, kalın metal parçalar daha uzun süre ısıtılabilir.
• Kontrol: Isı uygulama süresi, otomatik sistemlerle hassas bir şekilde kontrol edilir. Bu, doğru sıcaklıkların ve dolgu metalinin etkili bir şekilde uygulanmasını sağlar.

Frekansta Güç
İndüksiyon jeneratörünün gücü, iş parçasının çapına ve et kalınlığına göre belirlenir.

Kaynak (Welding)

• Farklılık: Kaynak işlemi, hem dolgu metalini hem de ana metali eriterek birleştirir. Buna karşılık, brazing işlemi sadece dolgu metalini eritir, ana metalin yapısını değiştirmez. Bu sayede brazing, daha düşük sıcaklıklarda uygulanabilir ve ana metalin mekanik özellikleri korunur.
• Avantajlar: Brazing, ince metal parçalar ve hassas montajlar için daha uygundur, çünkü daha az ısıl hasar yaratır ve daha temiz bir birleştirme sağlar.

Sıcak Presleme (Hot Pressing)

• Farklılık: Sıcak presleme, metal parçalarını yüksek sıcaklık ve basınç altında birleştirir. Brazing ise yalnızca ısı kullanarak dolgu metalinin erimesi ile birleştirme yapar. Sıcak presleme sırasında hem sıcaklık hem de kuvvet kullanıldığından, işlem mekanik ve ısıl açıdan daha zorludur.
• Avantajlar: Sıcak presleme, daha homojen ve güçlü bir bağ oluşturabilir. Ancak, bu işlem daha karmaşık olup enerji tüketimi brazing'e göre daha yüksektir.

• Gelecekte sökülmesi düşünülen bağlantılar.
• Kalıcı fakat düşük mukavemetli bağlantılar.

• Alaşımlar: Bakır, gümüş, çinko, nikel ve alüminyum gibi dolgu metalleri kullanılır.
• Dekapanlar (Fluxes): Oksidasyon ve kirlenmeyi önlemek için dekapan kullanılır.
• Koruyucu Atmosfer: İndüksiyon brazing, oksidasyonu önlemek için inert gazlarla korunabilir veya kapalı bir bölmede yapılabilir.İndüksiyon brazing’de genellikle inert gazlar (argon,azot gibi) kullanılır.

• Elle Uygulama: Taşınabilir ve dayanıklı üniteler, farklı bobinlerle desteklenen sistemler sunar. Bu tür sistemler, küçük ölçekli veya yerinde uygulamalar için uygundur.
• Otomatik Sistemler: Döner tablalar, robotik kollar, otomasyon sistemleri, sıcaklık kontrolü ve otomatik tel besleme sistemleri ile desteklenir. Bu sistemler yüksek verimlilik ve tekrarlanabilirlik sağlar.

• Temassız Isı: Yüksek frekansta elektromanyetik alan kullanarak temassız ısıtma sağlar.
• Verimlilik: Enerji tasarrufu sağlar, ısı kaybını azaltır ve üretim oranlarını artırır.
• Çevre Dostu: Açık alev ve duman olmadan temiz bir işlem sunar. Fosil yakıt kullanımı yoktur, bu da karbon salınımını azaltır.

İndüksiyon brazing, hassasiyet, verimlilik ve güvenlik açısından birçok avantaj sunar. Bu yöntem, özellikle yüksek hacimli üretim ve karmaşık montaj işlemleri için ideal bir seçenektir.

• İnce Kenarlı Boruyu Hidrojen Atmosferinde Çelik Kapağa Brazinglemek: Kuvars tüpü ve tüp düzeneğini ısıtmak için tek dönüşlü sarmal bir bobin kullanılır. Tüp düzeneği, bakır bir fikstürle kuvars tüpün içinde sabitlenir ve kuvars tüpüne hidrojen beslenir.
• Diş Uygulamaları için Paslanmaz Çelik Kapakları Tavlamak: Müşterimizin büyük miktarlarda işlenmiş ve sertleştirilmiş paslanmaz çelik kronları tavlama gereksinimi vardı. Hassas, kontrol edilebilir ısıtma için indüksiyon önerilmiştir. Bitmiş dental üründe oksidasyon kabul edilemez olduğundan, indüksiyonla ısıtma, inert bir atmosferde ısıtma için uygun bir seçenektir.
• Nitrojen Atmosferinde Çeşitli Malzemeleri Eritme İçin Pota : Pota, tabanında üç turlu sarmal bobin şeklinde yukarıya doğru uzanan dört turlu yassı bir indüksiyon bobini kullanılarak ısıtılır.
• Bakır Boruyu Pirinç Bağlantı Parçasına Brazinglemek: Önceden şekillendirilmiş brazing teli kullanarak bakır boruyu pirinç bağlantı parçasına brazing uygulamak için indüksiyonlu ısıtma kullanılır.
• Bakır Boru Montajlarının Brazing İşlemi: Dekapan veya asitle yıkama temizliği olmadan lehimleme için bir bakır boru düzeneği inert bir atmosferde 45 saniye içinde 1450°F'ye (788℃)ısıtılır.
• Hidrolik Hortum Gruplarında: Karbon birikmesi olmadan brazing için çelik bir hidrolik hortum bağlantı parçasını inert bir atmosferde 7 saniye içinde 2200°F'ye(1205°C) ısıtmak.
• Çelik Boruların İnert Bir Atmosferde Tavlanması: İndüksiyonla tavlama, çelik boruları inert bir atmosferde, hassas üretim toleransları dahilinde çok küçük alanlar için 2000 °F (1093 °C) sıcaklığa kadar ısıtır. Paslanmaz çelik boruyu ısıtmak için iki turlu yoğunlaştırıcı bobin kullanılır. Tavlama işlemi oksidasyonu önlemek için inert bir atmosferde gerçekleşir.
  

Bir atmosferde brazing, bir dekapan kullanılarak yapılır. Ürünün kullanıldığı bazı uygulamalarda, aşındırıcı yapısından dolayı bu dekapan istenmeyebilir. Ayrıca atmosferde brazing, bağlantı oluşturulduktan sonra daha fazla temizlik gereksinimine yol açabilir.

• Bir atmosferde brazing, inert bir atmosfere göre daha az karmaşıktır ve bu nedenle üretim hızı büyük ölçüde artar. Ayrıca, inert bir atmosfer veya vakum oluşturmak için özel ekipman gerektirmediğinden, daha az karmaşık yatırım gerektirir. Farklı parçalar üretmek amacıyla kurulum değişiklikleri kolayca yapılabildiğinden, atmosferde brazing daha çok yönlüdür.
  

• Soğuk atmosferik brazing, genellikle iki metalin 500°C'ye kadar düşük sıcaklıklarda birleştirilmesi olarak kabul edilir. Bu, daha hızlı ısı döngüleri, daha az güç gereksinimi, daha hızlı soğutma döngüleri ve daha düşük sıcaklık girişi nedeniyle daha az bozulma ile sonuçlanır.