लगभग हर असेंबली प्रक्रिया को कई तरीकों से पूरा किया जा सकता है। निर्माता या इंटीग्रेटर सर्वोत्तम परिणामों के लिए जो विकल्प चुनता है वह आमतौर पर वह विकल्प होता है जो किसी विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए सिद्ध तकनीक से मेल खाता है।
ब्रेज़िंग एक ऐसी प्रक्रिया है। ब्रेज़िंग एक धातु जोड़ने की प्रक्रिया है जिसमें दो या दो से अधिक धातु भागों को भराव धातु को पिघलाकर जोड़ में प्रवाहित करके जोड़ा जाता है। भराव धातु का गलनांक आसन्न धातु भागों की तुलना में कम होता है।
ब्रेज़िंग के लिए गर्मी मशालों, भट्टियों या इंडक्शन कॉइल्स द्वारा प्रदान की जा सकती है। इंडक्शन ब्रेज़िंग के दौरान, एक इंडक्शन कॉइल एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है जो भराव धातु को पिघलाने के लिए सब्सट्रेट को गर्म करता है। असेंबली अनुप्रयोगों की बढ़ती संख्या के लिए इंडक्शन ब्रेज़िंग सबसे अच्छा विकल्प साबित हो रहा है।
"इंडक्शन ब्रेजिंग टॉर्च ब्रेजिंग की तुलना में अधिक सुरक्षित है, फर्नेस ब्रेजिंग की तुलना में तेज है, और दोनों की तुलना में अधिक दोहराने योग्य है," फ्यूज़न इंक में क्षेत्र और परीक्षण विज्ञान के प्रबंधक स्टीव एंडरसन ने कहा, विलॉबी, ओहियो में एक 88 वर्षीय इंटीग्रेटर, ब्रेजिंग सहित विभिन्न प्रकार के असेंबली तरीकों में माहिर हैं। "इसके अलावा, इंडक्शन ब्रेजिंग आसान है।अन्य दो तरीकों की तुलना में, आपको वास्तव में मानक बिजली की आवश्यकता है।
कुछ साल पहले, फ्यूजन ने मेटलवर्किंग और टूलमेकिंग के लिए 10 कार्बाइड बर्र को असेंबल करने के लिए एक पूरी तरह से स्वचालित छह-स्टेशन मशीन विकसित की थी। बर्र को स्टील शैंक में बेलनाकार और शंक्वाकार टंगस्टन कार्बाइड ब्लैंक जोड़कर बनाया जाता है। उत्पादन दर 250 भाग प्रति घंटा है, और अलग-अलग हिस्सों की ट्रे में 144 ब्लैंक और टूल होल्डर रखे जा सकते हैं।
एंडरसन बताते हैं, "एक चार-अक्ष SCARA रोबोट ट्रे से एक हैंडल लेता है, इसे सोल्डर पेस्ट डिस्पेंसर में प्रस्तुत करता है, और इसे ग्रिपर नेस्ट में लोड करता है।"इंडक्शन ब्रेज़िंग एक इलेक्ट्रिक कॉइल का उपयोग करके किया जाता है जो दो हिस्सों के चारों ओर लंबवत लपेटता है और सिल्वर फिलर धातु को 1,305 एफ के लिक्विडस तापमान पर लाता है। बर्र घटक को संरेखित और ठंडा करने के बाद, इसे एक डिस्चार्ज शूट के माध्यम से बाहर निकाल दिया जाता है और आगे की प्रक्रिया के लिए एकत्र किया जाता है।
असेंबली के लिए इंडक्शन ब्रेज़िंग का उपयोग बढ़ रहा है, मुख्यतः क्योंकि यह दो धातु भागों के बीच एक मजबूत संबंध बनाता है और क्योंकि यह असमान सामग्रियों को जोड़ने में बहुत प्रभावी है। पर्यावरणीय चिंताएँ, बेहतर तकनीक और गैर-पारंपरिक अनुप्रयोग भी विनिर्माण इंजीनियरों को इंडक्शन ब्रेज़िंग पर करीब से नज़र डालने के लिए मजबूर कर रहे हैं।
इंडक्शन ब्रेज़िंग 1950 के दशक से चली आ रही है, हालाँकि इंडक्शन हीटिंग (विद्युत चुंबकत्व का उपयोग करके) की अवधारणा एक सदी से भी पहले ब्रिटिश वैज्ञानिक माइकल फैराडे द्वारा खोजी गई थी। हाथ की मशालें ब्रेज़िंग के लिए पहला ताप स्रोत थीं, इसके बाद 1920 के दशक में भट्टियाँ आईं। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, न्यूनतम श्रम और व्यय के साथ बड़ी मात्रा में धातु भागों के निर्माण के लिए भट्टी-आधारित तरीकों का अक्सर उपयोग किया जाता था।
1960 और 1970 के दशक में एयर कंडीशनिंग के लिए उपभोक्ता मांग ने इंडक्शन ब्रेजिंग के लिए नए अनुप्रयोगों का निर्माण किया। वास्तव में, 1970 के दशक के अंत में एल्यूमीनियम की बड़े पैमाने पर ब्रेजिंग के परिणामस्वरूप आज के ऑटोमोटिव एयर कंडीशनिंग सिस्टम में कई घटक पाए गए।
"टॉर्च ब्रेज़िंग के विपरीत, इंडक्शन ब्रेज़िंग गैर-संपर्क है और ओवरहीटिंग के जोखिम को कम करता है," एंब्रेल कॉर्प के बिक्री प्रबंधक रिक बॉश, inTEST.temperature नोट करते हैं।
एल्डेक एलएलसी के बिक्री और संचालन प्रबंधक ग्रेग हॉलैंड के अनुसार, एक मानक इंडक्शन ब्रेजिंग सिस्टम में तीन घटक होते हैं। ये हैं बिजली की आपूर्ति, इंडक्शन कॉइल के साथ वर्किंग हेड और कूलर या कूलिंग सिस्टम।
बिजली की आपूर्ति कार्य शीर्ष से जुड़ी हुई है और कॉइल को जोड़ के चारों ओर फिट करने के लिए कस्टम डिज़ाइन किया गया है। इंडक्टर्स को ठोस छड़, लचीली केबल, मशीनीकृत बिलेट्स या पाउडर तांबे मिश्र धातु से 3 डी मुद्रित से बनाया जा सकता है। आमतौर पर, हालांकि, यह खोखले तांबे के टयूबिंग से बना होता है, जिसके माध्यम से कई कारणों से पानी बहता है। टांकने की प्रक्रिया के दौरान भागों द्वारा परिलक्षित गर्मी का प्रतिकार करके कॉइल को ठंडा रखना है। बहता पानी भी लगातार उपस्थिति के कारण कॉइल में गर्मी के निर्माण को रोकता है। वर्तमान प्रवाह और परिणामी अकुशल ताप स्थानांतरण।
हॉलैंड बताते हैं, "कभी-कभी जंक्शन में एक या एक से अधिक बिंदुओं पर चुंबकीय क्षेत्र को मजबूत करने के लिए कॉइल पर एक फ्लक्स कंसंट्रेटर रखा जाता है।"या तो उपयोग करें सांद्रक का लाभ यह है कि यह जोड़ के विशिष्ट क्षेत्रों में अधिक ऊर्जा लाकर चक्र के समय को कम करता है, जबकि अन्य क्षेत्रों को ठंडा रखता है।
इंडक्शन ब्रेज़िंग के लिए धातु के हिस्सों को रखने से पहले, ऑपरेटर को सिस्टम की आवृत्ति और पावर स्तर को ठीक से सेट करने की आवश्यकता होती है। आवृत्ति 5 से 500 kHz तक हो सकती है, आवृत्ति जितनी अधिक होगी, सतह उतनी ही तेज़ी से गर्म होगी।
बिजली की आपूर्ति अक्सर सैकड़ों किलोवाट बिजली का उत्पादन करने में सक्षम होती है। हालाँकि, हथेली के आकार के हिस्से को 10 से 15 सेकंड में टांकने के लिए केवल 1 से 5 किलोवाट की आवश्यकता होती है। तुलनात्मक रूप से, बड़े हिस्सों को 50 से 100 किलोवाट बिजली की आवश्यकता हो सकती है और टांकने में 5 मिनट तक का समय लग सकता है।
बॉश ने कहा, "एक सामान्य नियम के रूप में, छोटे घटक कम बिजली का उपयोग करते हैं, लेकिन उच्च आवृत्तियों की आवश्यकता होती है, जैसे कि 100 से 300 किलोहर्ट्ज़।" इसके विपरीत, बड़े घटकों को अधिक शक्ति और कम आवृत्तियों की आवश्यकता होती है, आमतौर पर 100 किलोहर्ट्ज़ से नीचे।
उनके आकार के बावजूद, धातु के हिस्सों को बांधने से पहले सही ढंग से रखा जाना चाहिए। बहने वाली भराव धातु द्वारा उचित केशिका कार्रवाई की अनुमति देने के लिए आधार धातुओं के बीच एक तंग अंतर बनाए रखने के लिए देखभाल की जानी चाहिए। बट, लैप और बट लैप जोड़ इस निकासी को सुनिश्चित करने का सबसे अच्छा तरीका है।
पारंपरिक या स्व-फिक्सिंग स्वीकार्य हैं। मानक फिक्स्चर स्टेनलेस स्टील या सिरेमिक जैसी कम प्रवाहकीय सामग्री से बने होने चाहिए, और घटकों को जितना संभव हो उतना कम छूना चाहिए।
इंटरलॉकिंग सीम, स्वैगिंग, डिप्रेशन या घुंघरू के साथ भागों को डिजाइन करके, यांत्रिक समर्थन की आवश्यकता के बिना स्व-निर्धारण प्राप्त किया जा सकता है।
तेल, ग्रीस, जंग, स्केल और मैल जैसे दूषित पदार्थों को हटाने के लिए जोड़ों को एक एमरी पैड या विलायक से साफ किया जाता है। यह कदम पिघले हुए भराव धातु की केशिका क्रिया को जोड़ की आसन्न सतहों के माध्यम से खींचने की क्रिया को और बढ़ाता है।
भागों को ठीक से बैठाने और साफ करने के बाद, ऑपरेटर जोड़ पर एक संयुक्त यौगिक (आमतौर पर एक पेस्ट) लगाता है। यौगिक भराव धातु, फ्लक्स (ऑक्सीकरण को रोकने के लिए) और एक बाइंडर का मिश्रण होता है जो पिघलने से पहले धातु और फ्लक्स को एक साथ रखता है।
ब्रेज़िंग में उपयोग की जाने वाली फिलर धातुएं और फ्लक्स सोल्डरिंग में उपयोग की जाने वाली तुलना में अधिक तापमान का सामना करने के लिए तैयार किए जाते हैं। ब्रेज़िंग के लिए उपयोग की जाने वाली फिलर धातुएं कम से कम 842 एफ के तापमान पर पिघलती हैं और ठंडा होने पर मजबूत होती हैं। इनमें एल्यूमीनियम-सिलिकॉन, तांबा, तांबा-चांदी, पीतल, कांस्य, सोना-चांदी, चांदी और निकल मिश्र धातु शामिल हैं।
ऑपरेटर फिर इंडक्शन कॉइल को रखता है, जो विभिन्न प्रकार के डिज़ाइन में आता है। हेलिकल कॉइल आकार में गोलाकार या अंडाकार होते हैं और पूरी तरह से भाग को घेरते हैं, जबकि कांटा (या पिंसर) कॉइल जोड़ के प्रत्येक तरफ स्थित होते हैं और चैनल कॉइल भाग पर हुक करते हैं। अन्य कॉइल में आंतरिक व्यास (आईडी), आईडी / बाहरी व्यास (ओडी), पैनकेक, ओपन और मल्टी-पोजीशन शामिल हैं।
उच्च-गुणवत्ता वाले ब्रेज़्ड कनेक्शन के लिए समान गर्मी आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, ऑपरेटर को यह सुनिश्चित करना होगा कि प्रत्येक इंडक्शन कॉइल लूप के बीच ऊर्ध्वाधर दूरी छोटी है और युग्मन दूरी (कॉइल ओडी से आईडी तक अंतर चौड़ाई) एक समान बनी हुई है।
इसके बाद, ऑपरेटर जोड़ को गर्म करने की प्रक्रिया शुरू करने के लिए बिजली चालू करता है। इसमें इसके चारों ओर एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए एक शक्ति स्रोत से प्रारंभ करनेवाला तक मध्यवर्ती या उच्च आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा को तेजी से स्थानांतरित करना शामिल है।
चुंबकीय क्षेत्र जोड़ की सतह पर करंट उत्पन्न करता है, जो भराव धातु को पिघलाने के लिए गर्मी उत्पन्न करता है, जिससे यह प्रवाहित होता है और धातु के हिस्से की सतह को गीला कर देता है, जिससे एक मजबूत बंधन बनता है। बहु-स्थिति कॉइल का उपयोग करके, इस प्रक्रिया को एक साथ कई हिस्सों पर किया जा सकता है।
प्रत्येक ब्रेज़्ड घटक की अंतिम सफाई और निरीक्षण की सिफारिश की जाती है। भागों को कम से कम 120 एफ तक गर्म पानी से धोने से फ्लक्स अवशेष और ब्रेज़िंग के दौरान बने किसी भी पैमाने को हटा दिया जाएगा। भराव धातु के जमने के बाद भाग को पानी में डुबोया जाना चाहिए लेकिन असेंबली अभी भी गर्म है।
भाग के आधार पर, न्यूनतम निरीक्षण के बाद गैर-विनाशकारी और विनाशकारी परीक्षण किया जा सकता है। एनडीटी विधियों में दृश्य और रेडियोग्राफिक निरीक्षण, साथ ही रिसाव और प्रूफ परीक्षण शामिल हैं। सामान्य विनाशकारी परीक्षण विधियां मेटलोग्राफिक, छील, तन्यता, कतरनी, थकान, स्थानांतरण और मरोड़ परीक्षण हैं।
हॉलैंड ने कहा, "इंडक्शन ब्रेज़िंग के लिए टॉर्च विधि की तुलना में बड़े प्रारंभिक पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है, लेकिन यह इसके लायक है क्योंकि आपको अतिरिक्त दक्षता और नियंत्रण मिलता है।" इंडक्शन के साथ, जब आपको गर्मी की आवश्यकता होती है, तो आप बस दबाते हैं।जब आप ऐसा नहीं करते तो आप दबाव डालते हैं।”
एल्डेक इंडक्शन ब्रेज़िंग के लिए बिजली स्रोतों की एक विस्तृत श्रृंखला का निर्माण करता है, जैसे कि ईसीओ लाइन एमएफ इंटरमीडिएट फ़्रीक्वेंसी लाइन, जो प्रत्येक एप्लिकेशन के लिए सबसे उपयुक्त होने के लिए विभिन्न कॉन्फ़िगरेशन में उपलब्ध है। ये बिजली आपूर्ति 5 से 150 किलोवाट तक की बिजली रेटिंग और 8 से 40 हर्ट्ज तक की आवृत्तियों में उपलब्ध हैं। सभी मॉडल एक पावर बूस्ट सुविधा से लैस हो सकते हैं जो ऑपरेटर को 3 मिनट के भीतर 100% निरंतर ड्यूटी रेटिंग को अतिरिक्त 50% तक बढ़ाने की अनुमति देता है। अन्य प्रमुख विशेषताओं में पीयर शामिल हैं मीटर तापमान नियंत्रण, तापमान रिकॉर्डर और इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर पावर स्विच। इन उपभोग्य सामग्रियों को कम रखरखाव की आवश्यकता होती है, चुपचाप काम करते हैं, एक छोटा पदचिह्न होता है, और आसानी से वर्कसेल नियंत्रकों के साथ एकीकृत होते हैं।
कई उद्योगों में निर्माता भागों को इकट्ठा करने के लिए इंडक्शन ब्रेज़िंग का तेजी से उपयोग कर रहे हैं। बॉश ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरण और खनन उपकरण निर्माताओं को एम्ब्रेल इंडक्शन ब्रेज़िंग उपकरण के सबसे बड़े उपयोगकर्ताओं के रूप में इंगित करता है।
बॉश बताते हैं, "मोटर वाहन उद्योग में वजन कम करने की पहल के कारण इंडक्शन ब्रेज़्ड एल्यूमीनियम घटकों की संख्या में वृद्धि जारी है।" एयरोस्पेस क्षेत्र में, निकल और अन्य प्रकार के पहनने वाले पैड अक्सर जेट ब्लेड के लिए ब्रेज़्ड होते हैं।दोनों उद्योग विभिन्न स्टील पाइप फिटिंग्स को भी इंडक्शन ब्रेक देते हैं।
एम्ब्रेल के सभी छह ईज़ीहीट सिस्टम की आवृत्ति रेंज 150 से 400 किलोहर्ट्ज़ है और विभिन्न ज्यामिति के छोटे हिस्सों के इंडक्शन ब्रेज़िंग के लिए आदर्श हैं। कॉम्पैक्ट (0112 और 0224) 25 वाट रिज़ॉल्यूशन के भीतर बिजली नियंत्रण प्रदान करते हैं;एलआई श्रृंखला के मॉडल (3542, 5060, 7590, 8310) 50 वाट रिज़ॉल्यूशन के भीतर नियंत्रण प्रदान करते हैं।
दोनों श्रृंखलाओं में पावर स्रोत से 10 फीट तक हटाने योग्य कार्य शीर्ष है। सिस्टम के फ्रंट पैनल नियंत्रण प्रोग्राम करने योग्य हैं, जो अंतिम उपयोगकर्ता को चार अलग-अलग हीटिंग प्रोफाइल को परिभाषित करने की इजाजत देता है, प्रत्येक पांच समय और पावर चरणों के साथ। संपर्क या एनालॉग इनपुट, या वैकल्पिक सीरियल डेटा पोर्ट के लिए रिमोट पावर नियंत्रण उपलब्ध है।
फ्यूज़न बिजनेस डेवलपमेंट मैनेजर रिच कुकेलज बताते हैं, "इंडक्शन ब्रेज़िंग के लिए हमारे मुख्य ग्राहक ऐसे हिस्सों के निर्माता हैं जिनमें कुछ कार्बन, या बड़े द्रव्यमान वाले हिस्से होते हैं जिनमें लौह का उच्च प्रतिशत होता है।"
फ़्यूज़न कस्टम रोटरी सिस्टम बेचता है जो प्रति घंटे 100 से 1,000 भागों को इंडक्शन ब्रेक कर सकता है। क्यूकेलज के अनुसार, एक प्रकार के हिस्से के लिए या भागों की एक विशिष्ट श्रृंखला के लिए उच्च पैदावार संभव है। इन हिस्सों का आकार 2 से 14 वर्ग इंच तक होता है।
कुकेलज बताते हैं, "प्रत्येक सिस्टम में 8, 10 या 12 वर्कस्टेशन के साथ स्टेलरॉन कंपोनेंट्स इंक का एक इंडेक्सर होता है।"
हॉलैंड ने कहा, निर्माता विभिन्न प्रकार के इंडक्शन ब्रेजिंग अनुप्रयोगों के लिए एल्डेक की मानक ईसीओ लाइन बिजली आपूर्ति का उपयोग करते हैं, जैसे सिकुड़न-फिटिंग रोटार और शाफ्ट, या मोटर हाउसिंग में शामिल होना। हाल ही में, इस जनरेटर के 100 किलोवाट मॉडल का उपयोग बड़े हिस्से के अनुप्रयोग में किया गया था जिसमें जलविद्युत बांध जनरेटर के लिए तांबे के नल कनेक्शन के लिए तांबे के सर्किट रिंगों को टांकना शामिल था।
एल्डेक पोर्टेबल मिनीएमआईसीओ बिजली आपूर्ति भी बनाती है जिसे 10 से 25 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति रेंज के साथ कारखाने के चारों ओर आसानी से ले जाया जा सकता है। दो साल पहले, ऑटोमोटिव हीट एक्सचेंजर ट्यूब के एक निर्माता ने प्रत्येक ट्यूब में इंडक्शन ब्रेक रिटर्न एल्बो के लिए मिनीएमआईसीओ का उपयोग किया था। एक व्यक्ति ने सभी ब्रेज़िंग की, और प्रत्येक ट्यूब को इकट्ठा करने में 30 सेकंड से भी कम समय लगा।
जिम 30 से अधिक वर्षों के संपादकीय अनुभव के साथ ASSEMBLY में एक वरिष्ठ संपादक हैं। ASSEMBLY में शामिल होने से पहले, कैमिलो पीएम इंजीनियर, एसोसिएशन फॉर इक्विपमेंट इंजीनियरिंग जर्नल और मिलिंग जर्नल के संपादक थे। जिम के पास डेपॉल विश्वविद्यालय से अंग्रेजी में डिग्री है।
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