بریزینگ کوره ای (Furnace Brazing) یک فرآیند بریزینگ است که در آن اجزای مونتاژ شده با فلز فیلر از پیش قرار داده شده، در یک کوره به یکدیگر متصل می شوند. کوره، با اتمسفر گازی پاکسازی شده یا هوا از آن تخلیه می شود تا فشار جزئی مشخصی از هوا ایجاد شود.
سپس کوره تا دمایی بالاتر از نقطه ذوب فلز فیلر بریزینگ، اما پایین تر از نقطه ذوب فلزات پایه گرم می شود. اتصالات حاصل سپس با استفاده از روش های مناسب سرد یا کوئنچ می شوند تا تغییر شکل به حداقل برسد و ویژگی های مورد نیاز در فیلر و مواد پایه ایجاد شود. این چرخه برای ذوب و جامد شدن فلز فیلر بریزینگ طراحی شده است تا اجزا بدون ذوب شدن یا آسیب دیدن فلزات پایه به یکدیگر متصل شوند.
بریزینگ کوره ای دو مزیت را ارائه می دهد. اول، این روش از یک جو محافظ بریزینگ استفاده می کند که گازهای خالص یا خلاء را جایگزین فلاکس های معدنی می کند. دوم، این امکان را فراهم می کند که هر مرحله از چرخه های گرم کردن و سرد کردن با ابزارهای کامپیوتری کنترل و ثبت شود. این ویژگی باعث شده است که چرخه بریزینگ تکرارپذیر باشد و تولید انبوه با کیفیت بالا و هزینه های کاهش یافته امکان پذیر شود.
مزایای بریزینگ کوره ای
دلایل متعددی وجود دارد که باعث می شود بریزینگ کوره ای نسبت به سایر روش های بریزینگ ترجیح داده شود. این دلایل عبارتند از:
- این فرآیند به شدت قابل تکرار بوده و قادر به تولید با کیفیت بالا می باشد.
- این یک فرآیند نیمه اتوماتیک است که به دلیل قابلیت انطباق با تولید انبوه استفاده می شود.
- استفاده از نیروی کار نیمه ماهر عملی و مقرون به صرفه است.
- مزیت اصلی این روش، سهولت در تولید تعداد زیادی قطعه در هر ساعت است.
- قطعات به صورت یکنواخت تحت کنترل دقیق فرآیند حرارت می بینند.
- اتصال همزمان چندین محل بریزینگ معمول است.
- قطعاتی که قرار است بریز شوند می توانند بدون نیاز به فیکسچر برای تراز خودکار طراحی شوند.
- فلز پرکننده بریز می تواند از قبل در تماس با محل های بریزینگ قرار گیرد.
- یک چرخه حرارتی کنترل شده موجب به حداقل رساندن یا حذف تاب خوردگی می شود.
- نیازی به عملیات تمیزکاری پس از بریزینگ نیست.
این ویژگی ها بریزینگ کوره ای را به یک روش کارآمد و اقتصادی برای تولید انبوه قطعات با کیفیت بالا تبدیل می کنند.
اصول بریزینگ کوره ای
فرآیند و مراحل بریزینگ کوره ای
آماده سازی قطعات
ابتدا باید قطعات مورد نظر به خوبی تمیز شوند تا از هرگونه زنگ زدگی، روغن، کثیفی و سایر آلودگی ها پاک شوند. این تمیزکاری معمولاً شامل شست و شو، سندبلاست، یا استفاده از مواد شیمیایی مخصوص است. در برخی موارد، ممکن است نیاز به اعمال لایه های محافظ مانند فلوکس (Flux) باشد که به بهبود جریان فلز پرکننده و جلوگیری از اکسیداسیون کمک می کند.
انتخاب و آمادهسازی فلز پرکننده
فلز پرکننده باید با توجه به نوع فلزات پایه و کاربرد نهایی انتخاب شود. معمولاً فلزات پرکننده از آلیاژهای برنز، نقره، یا آلومینیوم هستند. فلز پرکننده ممکن است به صورت سیم، ورق، یا پودر باشد. بسته به نیاز، باید به صورت مناسب در جای خود قرار گیرد.
قرار دادن قطعات در کوره
قطعات باید به طور صحیح درون کوره چیده شوند. اگر فلوکس استفاده می شود، باید به درستی در نقاط اتصال قرار گیرد. دما و زمان لازم برای فرآیند باید به دقت تنظیم شود. تنظیمات کوره شامل دما، زمان و محیط کوره (هوا یا گاز محافظ) است.
حرارت دهی
کوره باید به تدریج دما را افزایش دهد تا به نقطه ذوب فلز پرکننده برسد. این مرحله باید به طور یکنواخت انجام شود تا از ایجاد تنش های حرارتی جلوگیری شود. پس از رسیدن به دمای مناسب، باید برای مدت زمان مشخصی این دما حفظ شود تا فلز پرکننده به خوبی درزها را پر کند و اتصال مطلوبی ایجاد شود.
خنک کردن
پس از پایان فرآیند حرارت دهی، قطعات باید به تدریج و به آرامی خنک شوند. این خنک سازی باید کنترل شده باشد تا از ایجاد ترک و تنشهای حرارتی جلوگیری شود. پس از خنک شدن، باید بررسی های لازم برای اطمینان از کیفیت اتصال انجام شود. این بررسی ها ممکن است شامل بازرسی های بصری، تست های مکانیکی یا آزمایش های غیر مخرب باشد.
پرداخت و پایان کاری
هرگونه باقی مانده از فلوکس، زنگ زدگی، یا آلودگی باید تمیز شود. در صورت نیاز، سطح اتصال ممکن است نیاز به پرداخت یا صیقل داشته باشد تا ظاهر نهایی و ویژگی های عملکردی بهینه شود.
با اجرای صحیح این مراحل، می توان به یک اتصال بریزینگ کوره ای با کیفیت و پایدار دست یافت که برای کاربرد های مختلف صنعتی مناسب است.
مواد مورد استفاده در بریزینگ کوره ای (فیلرها و فلزات پایه)
در فرآیند بریزینگ کوره ای، انتخاب مواد مناسب برای فلزات پایه و فلزات پرکننده (فیلرها) از اهمیت بالایی برخوردار است. این انتخاب تأثیر مستقیم بر کیفیت و ویژگی های نهایی اتصال دارد. در اینجا مواد متداول و ویژگی های آن ها را بررسی می کنیم.
فلزات پرکننده (فیلرها)
فلزات پرکننده در بریزینگ کوره ای به منظور پر کردن شکاف ها و ایجاد اتصال قوی و پایدار استفاده می شوند. برخی از متداول ترین فلزات پرکننده عبارتند از: آلیاژ های برنز، آلیاژ های نقره، آلیاژ های آلمینیوم، آلیاژ های مس-فسفر، آلیاژ های قلع.
فلزات پایه
فلزات پایه در بریزینگ کوره ای معمولاً شامل فلزات و آلیاژهای زیر است: آهن(فولاد)، آلومینیوم، مس، استیل ضد زنگ.
فلزات پرکننده باید با فلزات پایه تطابق خوبی داشته باشند تا از ایجاد مشکلاتی مانند ترک و عدم چسبندگی جلوگیری شود. انتخاب فلزات پایه و پرکننده باید بر اساس شرایط عملیاتی نهایی و خواص مورد نیاز اتصال انجام شود.
با انتخاب مواد مناسب و رعایت اصول صحیح فرآیند، می توان اتصالات قوی و پایدار در بریزینگ کوره ای ایجاد کرد.
شرایط دما و فشار در بریزینگ کوره ای
دما
دما در بریزینگ کوره ای باید به دقت کنترل شود. این دما به نوع فلزات پایه و فلز پرکننده (فیلر) و همچنین نیازهای فرآیند بستگی دارد.
فلزات پرکننده معمولاً باید به دما هایی در محدوده ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد برسند تا به حالت مایع تبدیل شوند و در درزهای اتصال جریان یابند. برای فلزات پرکننده برنز و نقره، دما ممکن است در حدود ۸۰۰ تا ۹۵۰ درجه سانتی گراد باشد. برای فلزات پرکننده آلومینیوم، دما معمولاً در حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتی گراد است.
کوره باید به طور یکنواخت گرم شود تا از ایجاد تنش های حرارتی جلوگیری شود. پس از رسیدن به دمای مناسب، قطعات باید برای مدت زمان کافی در آن دما نگهداری شوند تا فلز پرکننده به خوبی درزها را پر کند و اتصال به خوبی شکل گیرد.
فشار
در بریزینگ کوره ای، فشار معمولاً در اثر عملیات فرآیند به طور مستقیم کنترل نمی شود، اما شرایط محیطی و تنظیمات کوره میتواند تأثیرگذار باشد.
برای جلوگیری از اکسیداسیون و بهبود کیفیت اتصال، معمولاً از گازهای محافظ یا محیط های کنترل شده در کوره استفاده می شود. گازهای محافظ مانند نیتروژن، آرگون، یا هیدروژن می توانند در کوره تزریق شوند تا اتمسفر کوره را کنترل کنند.
طراحی قطعات برای بریزینگ کوره ای
برای به دست آوردن اتصالات بریزینگ با کیفیت بالا، قطعات باید توسط مهندس بریزینگ به طور خاص برای بریزینگ کوره ای طراحی شوند. قطعات باید به طور دقیق با هم تطابق داشته باشند و فلزات پایه باید به طور استثنایی تمیز و عاری از خاک، کثیفی، روغن یا اکسیدها باشند.
در اکثر موارد، فاصله های مفصلی در حدود ۰.۰۳ تا ۰.۰۸ میلیمتر (۰.۰۰۲ تا ۰.۰۰۳ اینچ) برای بهترین عملکرد مویینگی و استحکام اتصال توصیه می شود. با این حال، در برخی از طراحی های مفصلی، فاصله های مفصلی تا حدود ۰.۶۱ میلی متر (۰.۰۲۴ اینچ) نیز رایج است.
تمیزی سطوح بریزینگ نیز از اهمیت حیاتی برخوردار است، زیرا هرگونه آلودگی می تواند باعث عدم پوشش مناسب شود. دو روش اصلی برای تمیز کردن قطعات قبل از بریزینگ عبارتند از: تمیز کردن قلیایی یا شیمیایی و تمیز کردن سایشی یا مکانیکی. در مورد تمیز کردن مکانیکی، حفظ زبری سطح مناسب بسیار مهم است، زیرا پوشش دهی بر روی سطح زبر به مراتب راحت تر از سطح صیقلی با همان هندسه انجام می شود.
انواع کوره بریزینگ
1.انواع کوره های بریزینگ بر اساس نحوه بارگیری و تخلیه قطعات
کوره های دسته ای (Batch Type Furnaces)
در کوره های دسته ای، قطعات به صورت مجموعه ای (دسته ای) بارگیری می شوند و پس از اتمام فرآیند، به طور کامل تخلیه می شوند. این کوره ها قابلیت روشن و خاموش شدن در صورت نیاز را دارند که باعث کاهش هزینه های عملیاتی در زمان عدم استفاده می شود. این کوره ها برای تولید با حجم متوسط تا زیاد مناسب هستند و انعطاف پذیری زیادی در نوع قطعاتی که می توان بریز کرد ارائه می دهند. برای کنترل اکسیداسیون و تمیزی قطعات می توان از اتمسفرهای کنترل شده یا فلاکس استفاده کرد.
کوره های پیوسته (Continuous Type Furnaces)
در کوره های پیوسته، قطعات به صورت مداوم و پیوسته وارد و خارج می شوند. این به معنای آن است که کوره به طور مداوم در حال کار است و قطعات به صورت پیوسته از آن عبور می کنند. این کوره ها اغلب با نوار نقاله تغذیه می شوند، که اجازه می دهد قطعات با سرعت کنترل شده از منطقه گرم عبور کنند. استفاده از اتمسفر کنترل شده یا هیدروژن خشک خالص در کوره های پیوسته رایج است. این کوره ها به دلیل نیاز بسیار کم به نیروی کار دستی، برای عملیات تولید با مقیاس بزرگ بهترین گزینه هستند.
جو داخلی کوره های بریزینگ نقش بسیار مهمی در کیفیت و نتیجه فرآیند بریزینگ دارد. جو داخلی به معنای نوع و ترکیب گازهایی است که در داخل کوره وجود دارد و میتواند به صورت مستقیم بر روی نتیجه نهایی تأثیر بگذارد. در فرآیند بریزینگ، جو داخلی معمولاً برای کنترل اکسیداسیون، آلودگی، و واکنش های شیمیایی به کار می رود.
2.انواع کوره های بریزینگ براساس جو یا اتمسفری که در آن ها ایجاد می شود
کوره های با اتمسفر کنترل شده (Controlled Atmosphere Furnaces)
کوره های با اتمسفر کنترل شده نوعی از کوره ها هستند که برای فرآیند های حرارتی از گازهای خاص به عنوان اتمسفر داخلی استفاده می کنند. این کوره ها به منظور بهبود کیفیت و کنترل دقیق شرایط محیطی طراحی شده اند. اتمسفر کنترل شده می تواند بسته به نیاز فرآیند و نوع مواد، شامل گازهای مختلف مانند نیتروژن، هیدروژن، یا ترکیبی از آن ها باشد.
کوره های با اتمسفر خلأ (Vacuum Furnaces)
کوره های با اتمسفر خلأ نوعی از کوره ها هستند که در آن ها فرآیند حرارتی تحت شرایط خلأ انجام می شود. این نوع کوره ها به دلیل توانایی در ایجاد و حفظ محیطی کاملاً بدون هوا و گازهای ناخواسته، در صنایع مختلف برای بهبود کیفیت و دقت فرآیند های حرارتی استفاده می شوند.
کوره های خلأ به طور معمول برای بریزینگ و عملیات حرارتی مواد با اکسید های بسیار پایدار که نمی توانند در کوره های اتمسفری بریز شوند، استفاده می شوند. بریزینگ در خلأ همچنین به طور گسترده ای برای مواد نسوز و ترکیبات آلیاژی خاص که برای کوره های اتمسفری مناسب نیستند، به کار می رود.
3.انواع کوره های بریزینگ کوره ای بر اساس نوع انرژی یا منبع گرما
کوره های برقی : از المنت های برقی برای تولید حرارت استفاده می کنند و برای کنترل دقیق دما مناسب هستند
کوره های گازی : از سوخت های گازی برای تولید حرارت استفاده می کنند و برای تولید سریع و هزینه های کمتر مناسب هستند.
کوره های ترکیبی : از ترکیب انرژی برقی و گازی برای بهینه سازی فرآیند حرارتی استفاده می کنند.
کوره های نوین : از فناوری های جدید مانند امواج مافوق صوت یا فناوری های نوین برای تولید حرارت استفاده می کنند. این کوره ها معمولاً در تحقیقات و کاربرد های خاص استفاده می شوند.
هر کوره با توجه به موارد مصرف می تواند ترکیبی از سه گروه کلی از تقسیم بندی ها باشد به عنوان مثال : کوره دسته ای خلأ برقی.
در شرکت ایده آرا ما به استفاده از تکنولوژی های پیشرفته برای ارائه محصولات با کیفیت و عملکرد برتر افتخار می کنیم. به همین منظور، از کوره های پیوسته برقی تحت جو کنترل شونده استفاده می کنیم که در بالاترین سطح استانداردهای صنعتی طراحی و اجرا شده اند.
از کوره های پیوسته استفاده می کنیم زیرا همانطور که گفته شد کوره های پیوسته نسبت به کوره های دسته ای حجم بیشتری از قطعات را پردازش می کند. با استفاده از کوره های پیوسته، می توانیم جریان مداوم و یکنواختی از بریز قطعات را فراهم کنیم. این امر منجر به افزایش بهره وری و کاهش زمان توقف های غیرضروری می شود، همچنین امکان کنترل دقیق و مداوم حرارت را فراهم می کند که به ما این امکان را می دهد که کیفیت محصولات را در هر مرحله از تولید حفظ کنیم و به استاندارد های بالا دست یابیم.
این کوره ها به طور مداوم و بهینه عمل می کنند که به معنای کاهش هزینه های انرژی و عملیات است.
از کوره های با اتمسفر کنترل شده استفاده می کنیم تا بالاترین کیفیت و دقت را در فرآیندهای حرارتی خود تضمین کنیم. این کوره ها با محیطی کاملاً کنترل شده، از جمله گازهای خاص برای جلوگیری از اکسیداسیون و آلودگی، به ما امکان می دهند که محصولات شما را با کیفیتی بی نظیر و عملکرد عالی تولید کنیم.
و از کوره های برقی استفاده می کنیم زیرا امکان کنترل دقیق دما را فراهم می کند.
برای مشاوره و اطلاعات بیشتر درباره خدمات ما، با ما تماس بگیرید و به جمع مشتریان راضی ما بپیوندید. با ایده آرا، آینده ای از کیفیت و نوآوری را تجربه کنید.
کنترل کیفیت در بریزینگ کوره ای
کنترل کیفیت در بریزینگ کوره ای شامل مراحل مختلفی است که باید به دقت دنبال شود تا از صحت و استحکام اتصالات اطمینان حاصل شود. ابتدا، مواد اولیه مانند فلزات و فلاکس ها باید از نظر کیفیت بررسی شوند تا مطابق با استاندارد های مورد نیاز باشند. در طول فرآیند بریزینگ، دما و زمان باید دقیقاً کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که اتصالات به درستی و با کیفیت بالا انجام می شوند. بررسی های بصری و آزمایش های مکانیکی و حرارتی نیز برای ارزیابی استحکام و دوام اتصالات ضروری است.
علاوه بر این، تعمیر و نگهداری منظم کوره و تجهیزات مرتبط نیز نقش مهمی در کنترل کیفیت دارد. بازرسی های دوره ای، تمیزکاری، تعویض قطعات فرسوده و کالیبراسیون دستگاه ها از جمله اقداماتی هستند که باید به صورت منظم انجام شوند. این اقدامات پیشگیرانه به شناسایی زود هنگام مشکلات و جلوگیری از خرابی های ناگهانی کمک می کنند، که می تواند از نقص در کیفیت تولید جلوگیری کند.
مستندسازی دقیق تمامی مراحل و نتایج آزمایش ها و فعالیت های تعمیر و نگهداری نیز به پیگیری وضعیت تجهیزات و بهبود مستمر فرآیند ها کمک می کند. این ترکیب از کنترل فرآیند و نگهداری تجهیزات، تضمین می کند که محصولات نهایی با کیفیت بالا و مطابق با استاندارد های مورد نیاز تولید شوند.
چکیده
بریزینگ کوره ای (Furnace Brazing) یک فرآیند حیاتی در اتصال فلزات است که در آن قطعات فلزی همراه با فیلر در کوره ای با دمای کنترل شده قرار می گیرند. این روش به دلیل دقت بالا، امکان کنترل فرآیند و جلوگیری از اکسیداسیون و آلودگی، در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، هوافضا، الکترونیک و تجهیزات پزشکی اهمیت ویژه ای یافته است.
بریزینگ کوره ای با استفاده از جو های محافظ مانند هیدروژن، نیتروژن و آرگون و همچنین سیستم های خلاء، به تولید اتصالات با کیفیت و قابل اطمینان کمک می کند. پیشرفت های اخیر در طراحی کوره ها و توسعه فلزات فیلر نوین، کارایی این فناوری را به طور چشمگیری افزایش داده است. این مقاله به بررسی اصول، مزایا، چالش ها و کاربرد های بریزینگ کوره ای پرداخته و اهمیت آن در تولید قطعات صنعتی با کیفیت بالا را برجسته می کند.