Pubblicato il 6/12/2019
Categorie: Automotive

Automotive: applicazioni dei forni per brasatura in vuoto

Automotive: applicazioni dei forni per brasatura in vuoto

Prima di esaminare quanto possano essere utili i forni per brasatura in vuoto per i produttori di auto, camion e motocicli, definiamo esattamente il processo per coloro che non sono ancora esperti in questo particolare campo.
Essenzialmente, la brasatura rende due metalli legati l'un l'altro applicando un riempitivo metallico. Per ottenere una buona unione, questo filler deve avere un punto di fusione più basso rispetto alla temperatura in cui gli altri due metalli da unire passano allo stato liquido. Quando il riempitivo è fuso, deve fare contatto fisico con entrambi i lati della giunzione, formando un solido legame una volta solidificato.

Ottenere una giunzione forte

Nella maggior parte dei casi, ciò è ottenuto dai produttori di veicoli utilizzando il giusto tipo di metallo di riempimento per la giuntura particolare. In effetti, ci sono molte opzioni tra cui scegliere - il riempitivo potrebbe essere ad esempio disponibile sotto forma di filo, di lastra sottile o essere persino una pasta. Dipende semplicemente dal tipo di applicazione per cui viene condotto il processo.

Naturalmente, al fine di raggiungere un legame di alta qualità - sia per le proprietà fisiche di resistenza allo stress che per la capacità di resistere alla corrosione - è preferibile avere un ambiente altamente controllato. Questo perché sporcizia e persino particelle sospese nell'aria potrebbero contaminare il processo di brasatura, cosa che i principali attori del settore automobilistico desiderano evitare a tutti i costi.

È qui che arriva la brasatura sottovuoto, di cui parleremo fra poco.
Successivamente, scoprirai anche come funzionano le principali tecnologie dei forni per brasatura in vuoto al fine di garantire che vengano mantenute le rigorose misure di controllo della qualità richieste a tutti i tipi di metallo nel settore automotive.

Trattamenti termici per l’automotive e tecnologia dei forni a vuoto

Per un efficace trattamento termico di brasatura, si dovrebbe ottenere il livello di atmosfera più pulito possibile che, per un settore ingegneristico molto preciso come quello dell'industria automobilistica, significa generare il vuoto.
Affinché un forno a vuoto possa ridurre a zero la contaminazione di eventuali impurità nell'ambiente locale, il metallo unito dovrà essere meccanicamente resistente e duraturo. Questo è particolarmente importante per i produttori di automobili in cui parti complicate devono essere collegate l'una con l'altra, spesso con forme non standard.

Dato che il settore automobilistico utilizza spesso punti di congiunzione in uno spazio relativamente piccolo, la brasatura con forno a vuoto acquisisce molto senso. Allo stesso modo, l'industria userà spesso questi trattamenti termici per applicazioni come i giunti degli scambiatori di calore ad acqua. Nel settore automotive, l'uso dell'alluminio come elemento principale per gli scambiatori di calore di alta qualità sta diventando sempre più popolare.
Ad esempio, tutti e due le leghe di alluminio AA 3xxx e 4xxx sono materiali comunemente usati nel settore. Il motivo principale per cui queste particolari leghe sono così utili è che offrono un peso specifico molto basso pur offrendo comunque un alto livello di conduttività termica.

Come descritto sopra, uno degli ambienti più puliti per le applicazioni di brasatura di precisione nel settore automobilistico è il vuoto. Se sei interessato ai trattamenti termici per automobili e alle leghe di alluminio in particolare, ti consiglio di continuare nella lettura di questo articolo, per un'analisi più approfondita delle singole proprietà dei forni semiautomatici per brasatura in vuoto e per scoprire cosa li renda così adatti alle applicazioni comuni richieste l'industria automobilistica.

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Progettazione a tre stazioni dei forni per brasatura in vuoto

I forni per brasatura TAV VACUUM FURNACES sono ideali per l'industria automobilistica perché il loro design è composto da tre stazioni distinte. Questi sono:

  • Un preciso forno di riscaldamento
  • Una funzionale stazione di carico
  • Una utile stazione di raffreddamento

Per capire come funzionano queste tre stazioni e in che modo si adattano al settore manifatturiero dell’automotive, le esamineremo una alla volta.

Tecnologia del forno di riscaldamento

La campana del forno

La campana è una parte essenziale della tecnologia per il processo di riscaldamento di un forno al top della gamma. Questo perché crea un involucro separato che isola la sezione interna del forno.
Essenzialmente, contiene la camera termica e impedisce all'ambiente esterno di interferire con il processo di brasatura.
In termini di progettazione, la fornace ha un asse orizzontale esteso, una forma ellittica, ideale per molti trattamenti termici automobilistici.
Ci sono un paio di porte piatte, una nella parte anteriore e una nella parte posteriore, per facilitare l'accesso. Queste possono essere azionati manualmente. In aggiunta, le campane per la brasatura in vuoto TAV hanno una porta frontale che opera automaticamente.
Questa è usato sia per caricare e che per scaricare il vessel.

Camere termiche

La camera termica in un forno di riscaldamento è costruita con pannelli di alta qualità in acciaio inossidabile con resistenze modellate in nichel-cromo. Le dimensioni della camera termica sono 180 cm per 45 cm per 365 cm e al suo interno ci sono oltre 20 zone di riscaldamento controllate indipendentemente.
Insieme, rendono la camera termica estremamente controllabile con la capacità di impostare con precisione la temperatura richiesta. Infatti, mantenere l'uniformità di calore nella camera è estremamente importante per le applicazioni automobilistiche dei forni a vuoto.
Pertanto, i forni in vuoto non devono mai variare di più di tre gradi rispetto alla temperatura impostata, in entrambe le direzioni. Come dimostra adeguatamente il grafico, i desiderati ±3°C di uniformità della temperatura sono raggiunti anche con un uso ripetuto.

TUS

Esempio TUS a una temperatura specifica con 12 TLC

Sistemi per il vuoto

La parte finale della tecnologia del forno a vuoto che dovrebbe essere discussa è il sistema del vuoto stesso.
Dopo tutto, è questo che consente alla camera termica e alla campana del forno di fare un ottimo lavoro.
Vi sono tre gruppi di pompaggio per garantire che venga mantenuto un buon vuoto mentre il forno è in uso.
Due gruppi sono costituiti da un paio di pompe a pistone rotativo. Una è una pompa a lobi a spostamento positivo, nota come una pompa Roots, e l'altra è una pompa di diffusione a olio.
Il terzo gruppo di pompaggio comprende una pompa meccanica convenzionale, un'altra pompa Roots così come una cryo-trap. Questi sono utilizzati per rimuovere l'umidità indesiderata in aggiunta alle impurità che potrebbero essere rilasciate nella camera durante un trattamento.
Senza una carica, il livello di vuoto che può essere raggiunto con questo sistema di aspirazione è un sorprendente 10-6 mbar.

Stazioni di carico e raffreddamento

Le altre due stazioni necessarie per condurre la brasatura sottovuoto in modo preciso sono le stazioni di caricamento e raffreddamento.

Le mensolette in acciaio appositamente progettate tengono in posizione le parti necessarie. Aiutano a tenere insieme le parti con il metallo di riempimento che verrà utilizzato per il processo di brasatura stessa.
Qualsiasi carica tra i 900 e i 2.200 Kg può essere processata simultaneamente grazie a queste stazioni di carico.

Quando un trattamento termico di brasatura è completato, la carica viene automaticamente trasferita in una camera della stazione di raffreddamento. È qui che i raccordi di metallo lavorato possono essere raffreddati in modo controllato con aria di ricircolo.

Considerazioni chiave sul trattamento termico

Anche se, a questo punto, avrai acquisito alcune utili informazioni su come gli esperti automotive eseguono trattamenti termici in vuoto, vale anche la pena considerare alcuni altri fattori.
Ad esempio, prima che venga raggiunta la temperatura di brasatura richiesta, è essenziale che la carica venga mantenuta a una temperatura inferiore fino a quando non siano state rimosse tutte le piastre dell'olio funzionanti dagli scambiatori di calore.

Tipico ciclo di brasatura

Il tipico ciclo di brasatura. La linea gialla è il setpoint, la linea arancione è la temperatura TC, la linea blu è il livello di alto vuoto e la linea viola è la pressione parziale rilevata in mbar.

Un altro fattore arriva dopo il processo di brasatura stesso.
Dopo la fase di brasatura, il forno raggiunge un’alta pressione statica parziale di azoto che inizia la fase di raffreddamento, come indicato nel grafico seguente. Dopo il completamento, la porta principale del forno si apre automaticamente e la stazione di caricamento può essere rimossa dall'interno.

Conclusione

Ci sono molte applicazioni in cui il settore automobilistico può impiegare la tecnologia di brasatura sottovuoto. Tuttavia, questa è affidabile solo quando vengono utilizzati forni a vuoto ad alte prestazioni.
Se vuoi maggiori informazioni lascia un messaggio qui sotto e rivolgiti ai nostri esperti.

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