دستگاه جوشكاري القائي جهت اتصال شيشه‌ و فلز

شماره ثبت: 
101336
تاریخ ثبت: 
1399/03/18
اسامی مخترعین: 
- اقاي سيدصادق خياط اردستاني - دكتر ولي اله دشتي زاد - دكتر علي كفلو

                                                             

يكي از كاربرد هاي مهم و جديد اتصالات آب بند شيشه / فلز در توليد انرژي هاي نو در ساخت دريافت كننده هاي حرارتي مي باشد. در نيروگاه هاي خورشيدي از نوع متمركزكننده ي حرارتي كه از انرژي خورشيد براي بكار انداختن نيروگاه حرارتي الكتريسيته استفاده مي شود، يكي از مهمترين گلوگاه هاي تكنولوژيكي عبارتست از ساخت لوله ي جاذب يا رسيور كه در موقعيت خط كانوني متمركز كننده ي آينه اي سهموي شكل قرار مي گيرد و نور تمركز يافته ي خورشيد موجب گرم شدن سيال روغني جاري در درون لوله فولادي ضد زنگ كه در مركز اين لوله قرار گرفته است مي گردد. روغن گرم شده به مبدل گرمايي انتقال مي‌يابد تا انرژي گرمايي آن نهايتا به الكتريسيته تبديل گردد. رسيور مورد نظر شامل لوله اي از جنس فولاد زنگ نزن بوده كه در غلافي از شيشه ي پيركس قرار گرفته است. شيشه بهترين ماده براي تهيه ي اين قطعات است زيرا نه تنها استحكام مكانيكي دارد بلكه پيوند غير قابل نفوذي با فلز مي تواند ايجاد كند. شيشه نسبت به گازها نفوذ ناپذير است و عايق الكتريكي مناسبي نيز مي باشد. علاوه بر اين ها ديرگداز بوده و تهيه ي آن اقتصادي است. اين بخش حساس اتصال بين رابط هاي از جنس فلز كوار با لوله ي شيشه اي بورو سيليكاتي مي باشد كه ساخت آن براساس معيارهاي صنعت ذيربط موردنظر مي باشد. در اين آزمايش از ميدان القايي فركانس بالا كه يك روش جديد و قابليت تكرارپذيري بالا مي باشد، استفاده شده است. گرمادهي القايي فرآيند گرم كردن الكتريكي مواد هادي (به طور معمول فلزات) بوسيله ي القاي الكترومغناطيس مي باشد به طوري كه جريان هاي گردابي در فلز ايجاد شده كه تقابل آنها با مقاومت فلز باعث ايجاد گرما در آن مي شود. پلاستيك ها و ساير مواد غير رسانا را مي توان به طور غيرمستقيم بوسيله ي گرم كردن القايي مواد رسانا و انتقال اين گرما از ماده ي رسانا به ماده ي غيررسانا حرارت دهي كرد. علت استفاده ي روز افزون از اين سيستم گرمادهي در صنايع مختلف، قابليت كنترل بالا و دقيق بودن مي باشد. اگرچه سيستم گرمادهي القايي ممكن است بسيار پرهزينه و گران باشد ولي همواره اين روش نسبت به ساير روش هاي موجود مانند فرآيندهاي شيميايي و گرمادهي از طريق شعله داراي ارجحيت مي باشد. با توجه به شكل هندسي نمونه ها ، دستگاهي طراحي و ساخته شده كه در آن با قرارگيري شيشه بوروسيليكاتي و آلياژ كوار كه هردو به شكل لوله مي باشند عمل اتصال انجام خواهد شد. دماي فرآيند توسط ترموكوپل اندازه گيري شده و بمنظور كنترل دقيق تر دما پس از انجام اتصال و در هنگام سرد شدن از يك المنت حرارتي در اطراف شيشه استفاده شده است. در اين روش ابتدا با قرار گرفتن حلقه فلزي در پائين قرارگرفته و لوله شيشه اي بصورت هم محور روي آن قرار مي گيرد. سپس كويل القايي كه حلقه فلزي درون آن قرار گرفته است، سبب افزايش دماي حلقه فلزي شده و در نتيجه باعث خميري شدن لبه‌ شيشه شده و كم كم فلز به داخل شيشه نفوذ مي كند. سپس كل مجموعه به آهستگي سرد شده تا تنش‌هاي پسماند آن آزاد شوند. اين روش آلودگي كمتري نسبت به روش‌هاي شعله‌اي دارد و با افزايش سرعت توليد سبب بهبود راندمان و اتصال مناسب شيشه-فلز مي گردد.