Corpo di radiatore a pinna di piastra che si affievolirà dopo la brasatura a vuoto: cause e soluzioni

Meta Descrizione:Scopri perché i nuclei dei radiatori a piattaforma di alluminio saggiano dopo la brasatura a vuoto e come il materiale delle pinne, il design del nucleo, gli utensili e i parametri della brasatura influenzano la deformazione.

Parole chiave primarie:deformazione del nucleo del radiatore a pinna di piastra, deformazione della brasatura a vuoto, deformazione della pinna di alluminio, pinna di alluminio 3003, deformazione del nucleo del radiatore

Introduzione

I nuclei dei radiatori in piastra di alluminio sono ampiamente utilizzati innuova gestione termica dell'energia, separazione dell'aria, ingegneria meccanica e raffreddamento liquido di stoccaggio dell'energiaDurante la brasatura a vuoto, tuttavia, possono svilupparsi nuclei grandi o sottili.Collasso delle pinne e flessione del centro, influenzando le prestazioni di trasferimento di calore, l'affidabilità delle articolazioni e la precisione dimensionale.

La causa principale è la forte riduzione della resistenza dell'alluminio ad alta temperatura.590°605°C, peso, tensione termica, pressione dell'utensile e tensione di raffreddamento possono agire insieme e deformare il nucleo.

Questo articolo spiega le principali cause diabbassamento del nucleo del radiatore a pinna di piastra, metodi pratici di ispezione e modi per ridurre le deformazioni durante la produzione.

Perché il nucleo di una pinna di piastra di alluminio saglia?

Un tipico nucleo a pinna di piastra è costituito da:fogli di separazione, pinne ondulate e barre di tenutaassemblati e uniti mediante saldatura a vuoto.

Alla temperatura elevata, la resistenza dell'alluminio diminuisce rapidamente.3003 pinne di alluminio, il recupero del materiale inizia a ridurre l'indurimento del lavoro dopo200°C- Intorno.600°C, la resistenza del rendimento può scendere a meno diun decimo del suo valore a temperatura ambiente.

La deformazione si sviluppa generalmente in tre fasi:

1. Temperatura ambiente ≈200°C:La rigidità delle pinne rimane relativamente stabile.

2. Temperatura di ricristallizzazione 200°C:La resistenza al lavoro diminuisce e l'affacciamento aumenta rapidamente.

3. Al di sopra della temperatura di ricristallizzazione:La crescita del grano e il flusso di plastica consentono di continuare la deformazione.

Di conseguenza, la pinna ondulata originale a forma di U può comprimersi verso un profilo a forma di V, mentre il centro del nucleo si muove verso il basso.

Quattro carichi principali che causano la caduta del nucleo

• Peso personale:Grandi nuclei non supportati sviluppano un momento di piegatura verso il basso.

• Stressa termica:Le differenze di temperatura tra la superficie del nucleo e il centro possono raggiungere50 ̊100°C.

• Pressione degli utensili:Una presa irregolare o eccessiva può comprimere le pinne sottili.

• Tensione di raffreddamento:Le diverse velocità di contrazione durante il raffreddamento creano uno stress residuo.

Quali problemi possono essere la causa principale dell'insufficienza?

1. Riduzione delle prestazioni di trasferimento di calore

Le pinne collassate hanno un'altezza effettiva e una superficie superficiale inferiori, riducendo la capacità di trasferimento di calore progettata.

2- Fuga di giuntura brasata

La deformazione può generare stress interno e danneggiare i giunti brasati da pinna a foglio, causando potenzialmente un fallimento dei test di perdita di elio.

3- Fallimento dimensionale.

L'eccessiva deformazione può far superare le tolleranze di tracciamento per la piattezza del nucleo e le dimensioni diagonali, impedendo l'assemblaggio finale.

4. Minore affidabilità a lungo termine

Lo stress residuo può continuare a colpire il nucleo durante cicli ripetuti di riscaldamento e raffreddamento, aumentando il rischio di deformazione o di perdite.

Fattori chiave che influenzano la resistenza all'abbassamento

1Materiale delle pinne, spessore e condizione di formazione

Il materiale delle pinne è uno dei fattori più importantideformazione del nucleo del radiatore in alluminio.

Per le pinne di alluminio 3003, una maggiore riduzione a freddo genera generalmente un indurimento di lavoro più forte.Riduzione della rotazione del 50% riduzione dell'abbassamento di oltre il 30% rispetto alla riduzione del 20%.

Anche la geometria delle pinne è importante:

• Le pinne più sottili si deformano più facilmente.

• Un'altezza maggiore delle pinne aumenta il rapporto altezza/spessore.

• Nelle stesse condizioni,0Le pinne da 0,12 mm mostrano un'affaccatura significativamente maggiore rispetto alle pinne da 0,15 mm..

• Per i grandi nuclei, aumentare lo spessore delle pinne da0da 0,08 mm a 0,10 ∼0,12 mmpuò migliorare la resistenza strutturale.

L'accuratezza della formazione delle pinne è quindi importante non solo per le prestazioni di trasferimento di calore, ma anche per mantenere una geometria stabile del nucleo durante la brasatura.

2. Struttura del nucleo

Un elevato rapporto lunghezza-larghezza crea un'area non supportata più ampia e aumenta il momento di piegatura.

Per nuclei con lunghezza effettiva superiore1000 mm, una barra di supporto intermedio può essere aggiunta ogni500 mmlungo la direzione della larghezza.

L'altezza della barra di tenuta deve anche corrispondere strettamente all'altezza della pinna.il contatto corretto tra la pinna e il foglio di separazione può essere compromesso.

3. Parametri di brasatura a vuoto

La temperatura di brasatura e il tempo di tenuta hanno un effetto diretto sulCollasso delle pinne durante la brasatura a vuoto.

Intorno.600°C, una tenuta più lunga aumenta il tempo di deformazione plastica ad alta temperatura.605°C, l' ammorbidimento delle pinne può diventare significativamente più grave.

In base alla raccomandazione di processo fornita, il tempo di conservazione a 600 °C può essere ridotto daDa 10 minuti a 4'6 minuti, a condizione che la formazione delle giunture legate rimanga soddisfacente.

L'uniformità della temperatura è altrettanto importante.50 ̊100°Cpuò aumentare lo stress termico e la deformazione.

4. attrezzature e caricamento dei forni

Tra le cause comuni legate agli utensili si annoverano:

• Serrature perimetrali

• Nessun supporto centrale per i grandi nuclei

• Forza di fissaggio eccessiva

• Poca piattezza dell'utensile

• Altri tipi di apparecchiature

Per i nuclei di grandi dimensioni, sotto l'area centrale possono essere installati cuscinetti di supporto a alta temperatura rimovibili per contrastare l'effetto di piegatura del peso.

Il caricamento indipendente del forno a uno strato è preferibile.

Come verificare l'affacciamento del nucleo della pinna

Un sistema pratico di controllo della qualità dovrebbe controllare sia la qualità dei prodotti che la loro qualità.materiale delle pinne prima della produzionee lanucleo saldato finito.

Prova di sagging del materiale delle pinne

Campione raccomandato:

• 100 mm × 22 mm

• Lunghezza del cantilever:50 mm

• Direzione di campionamento: direzione di rotolamento

Ciclo di brasatura simulato:

Temperatura ambiente → 577°C in 10 min → 600°C in 6 min → tenuta per 5 min → raffreddamento dell'aria

Calcolare:

Valore di abbassamento H = H1 − H2

Una H più piccola indica una migliore resistenza.

Per le pinne dei radiatori a raffreddamento a liquido a nuova energia, i criteri forniti sono i seguenti:

• ≤ 20 mm:accettabile

• > 25 mm:non accettabile per la produzione

Ispezione completa del nucleo

Dopo la saldatura, posizionare il nucleo su una piattaforma di ispezione in granito e misurare9 puntiQuattro angoli, quattro punti medi dei bordi e il centro.

Gli strumenti raccomandati includono:Indicatore del quadrante, livello, righello in acciaio e piastra di controllo in granito.

I limiti dimensionali forniti sono:

Applicazione	Massima flessione
Radiatore di piccole dimensioni per autoveicoli	≤ 1,5 mm
Macchine per la costruzione / immagazzinamento di energia	≤ 3 mm
Oltre 3 mm oltre la tolleranza	Rifiuto

Per i nuclei complessi o grandi, l'analisi degli elementi finiti può anche essere utilizzata durante lo sviluppo per prevedere la temperatura, lo stress e i campi di deformazione prima della produzione.

Modi pratici per ridurre l'affacciamento del cuore

Ottimizzare il materiale delle pinne

• ConsideraLeghe di alluminio 3003 modificate Mn/Znquando è richiesta una resistenza ad alte temperature superiore.

• Controllo della riduzione di rotolamento finale intorno45-50%se del caso.

• Utilizzare il ricristallino a bassa temperatura per alleviare lo stress invece del ricristallino completo ad alta temperatura.

• Per i nuclei di grandi dimensioni, considera0.10·0.12 mm pinneinvece di 0,08 mm.

• Ridurre l'eccessiva altezza delle pinne quando la rigidità strutturale è una priorità.

Migliorare la progettazione del nucleo

• Aggiungere barre di supporto intermedie quando la lunghezza effettiva del nucleo supera1000 mm.

• Tolleranza di altezza della pinna di controllo e della barra di tenuta a circa± 0,03 mm.

• Per applicazioni pesanti, si consiglia di utilizzare pinne ondulate rette o rinforzate, dove è necessaria una maggiore rigidità.

Ottimizzare il processo di brasatura

• Tenere la temperatura massima di brasatura pari o inferiore600°C.

• Ridurre il periodo di conservazione a 600°C a4 ⁄ 6 minuti, purché la qualità comune rimanga soddisfacente.

• Utilizzare livelli di riscaldamento controllati intorno200°C e 550°Cper migliorare l'uniformità della temperatura.

• Nella raccomandazione di processo fornita, raffreddamento superiore400°Cdovrebbe essere limitata a:≤ 3°C/minper ridurre lo stress residuo.

• Al di sotto di 400°C, il raffreddamento può essere accelerato.

Migliorare gli attrezzi e l'assemblaggio

• Aggiungere cuscinetti di supporto centrali rimovibili ad alta temperatura per i grandi nuclei.

• Standardizzare la coppia di fissaggio con una chiave inglese.

• Mantenere la piattazza degli utensili a≤ 0,03 mm/m.

• Evitare l'accoppiamento a più strati durante il caricamento del forno.

• EseguireControllo dell'altezza al 100%di pinne, barre di tenuta e fogli di separazione prima del montaggio.

Quali dovrebbero essere le priorità dei produttori?

Sulla base della valutazione ingegneristica presentata nel presente studio, il contributo relativo dei principali fattori è:

Materiale delle pinne: 40% > supporto degli utensili: 28% > processo di brasatura: 22% > struttura del nucleo: 10%

Ciò indica che i fabbricanti dovrebbero concentrarsi in primo luogoprestazioni del materiale delle pinne e strumentazione di supporto centrale, seguito dal controllo del processo di brasatura e dall'ottimizzazione strutturale.

L'abbassamento deve pertanto essere controllato durante l'intero flusso di produzione:

Formazione delle pinne → Assemblaggio del nucleo → Attrezzatura → Saldatura a vuoto → raffreddamento → Ispezione della piattezza

SUNHOPE: attrezzature per la produzione di nuclei di radiatori stabili

Controlloscarico dello scambiatore di calore a pinna di piastraLe dimensioni costanti delle pinne, l'assemblaggio preciso del nucleo, gli attrezzi adeguati e le condizioni di brasatura stabili contribuiscono tutti alla qualità finale del nucleo.

SUNHOPE fornisce attrezzature e componenti per la produzione di radiatori e condensatori, tra cui:

• Macchine di montaggio di radiatori e condensatori

• Macchine per formare le pinne

• Forni di brasatura in alluminio

• Attrezzature per la prova delle perdite

• Componenti di radiatori e condensatori

• Supporto alla realizzazione di linee di produzione e fabbriche

Il nostro supporto tecnico comprende la selezione delle attrezzature, la guida all'installazione, la formazione degli operatori e le soluzioni per la linea di produzione.

Se avete in programma una linea di produzione di radiatori o scambiatori di calore, inviateci le dimensioni del nucleo, le specifiche delle pinne, la capacità produttiva e i requisiti di brasatura per una soluzione di attrezzature adatta.

Conclusioni

La flessione del nucleo del radiatore a pinna di piastra dopo la brasatura a vuoto è causata principalmente da:ammorbidimento dell'alluminio ad alta temperatura combinato con peso interno, sollecitazione termica, pressione degli utensili e sollecitazione residua indotta dal raffreddamento.

L'approccio più efficace consiste nel controllare l'intero processo:

Selezionare il materiale adatto → ottimizzare la struttura del nucleo → controllare la temperatura e il tempo di brasatura → migliorare il supporto del centro → standardizzare l'ispezione.

Per i grandi nuclei in piastra di alluminio, i primi test dei materiali e la convalida degli utensili possono ridurre lo scarto legato alla deformazione proteggendo al contempo le prestazioni di trasferimento di calore e l'affidabilità della giunzione brasata.