2026-09-23
真空ろう付けは、アルミニウムのプレートフィンラジエーターや熱交換器コアの製造に広く使用されています。しかし、内部空洞の膨らみとフィンの破れコアの寸法、気密性、長期信頼性に影響を与える可能性があります。
これらの欠陥は関連していることがよくあります。閉じ込められたガスにより加熱中に内部圧力が上昇する可能性があり、熱応力、溶加材の浸食、治具の拘束により薄いフィンがさらに弱くなる可能性があります。
主な原因は次のとおりです。
基本的な改善戦略は次のとおりです。ガスを除去する→ろう付け温度を制御する→応力を軽減する→完成したコアを確認する。
ろう付け後、流路領域が外側に拡張し、セパレータ プレートが変形し、内部キャビティの容積が増加することがあります。局所的な寸法が要件を超える可能性があり、ヘリウム漏れや水圧試験中に変形領域から漏れる可能性があります。
フィンの付け根、波形の屈曲部、またはフィンとセパレータプレート間のろう付け接合部に亀裂が発生する場合があります。
典型的な障害モードは次の 2 つです。
キャビティの拡張により薄いフィンに応力が集中するため、内部の膨らみとフィンの破れが同時に発生する可能性があります。
アルミニウム 3003、クラッドセパレータプレート、および厚さの薄いフィン0.08～0.2mm高温では強度が非常に低いです。
真空ろう付け中、コアは次の 4 つの主な負荷にさらされます。
閉じた流路内にガスが閉じ込められると、コアが加熱されて圧力が上昇します。セパレータ プレートが最初に膨らむ可能性があり、その後、熱応力と残留応力によって薄いフィンが裂ける可能性があります。
清掃が不完全な場合、フィンとセパレータプレートの間に水分、油、回転潤滑剤が残る場合があります。で400～550℃、これらの物質は急速に蒸発し、閉じたチャネル内の圧力が上昇する可能性があります。
完全に密閉されたバー、通路の遮断、密に積み重ねられたフィン、または通気溝の欠落により、孤立した空洞が生じる可能性があります。クラッドろう付け層のマグネシウムも高温で揮発し、内圧が上昇する可能性があります。
炉や設備に漏れがあると、酸素や水分が侵入し、酸化物の生成やガスの発生が増加する可能性があります。
前に450℃、上記の加熱速度8℃/分水分や油分が急速に蒸発する可能性があります。の温度差50～100℃厚いサイドプレートと薄いフィンの間にも大きな熱応力が発生する可能性があります。
ろう付け温度を超えると610℃または保持時間が超過する25分、液体の Al-Si フィラー金属は、アルミニウムの母材を著しく侵食する可能性があります。ヒレの根元は細くなり、破れやすくなります。
厚いサイドプレートと薄いフィンは異なる速度で収縮するため、急冷すると追加の残留引張応力が発生する可能性があります。
炉の温度均一性も同様に重要です。局所的な過熱は過度の浸食を引き起こす可能性があり、加熱が不十分な場合はろう付け接合部が弱くなる可能性があります。
過剰なクランプトルクは熱膨張を制限する可能性があります。ステンレス鋼の治具は加熱中にアルミニウムとは異なる動作をするため、拘束応力のリスクが高まります。
不均一なクランプ、グラファイトサポートブロックの欠落、またはサポートされていない領域により、高温での曲げや局所的な応力が発生する可能性があります。
寸法の一致が不十分だと、フィンに予圧縮が生じる可能性があります。ろう付け時にコアが膨張すると、クリアランスが不足するとフィンの変形や破れが発生する可能性があります。
以下のフィンの厚さ0.08mm高温負荷容量には制限があります。波形の半径が小さいと、応力集中がさらに増大する可能性があります。
通気のない閉じたチャネル、応力緩和溝のないサイドプレート、不適切な充填層の厚さも故障の原因となる可能性があります。
表面処理が不完全だと酸化皮膜が残り、ろう付け接合部が弱くなる場合があります。フィンのスタンピングまたはローリング欠陥による微小亀裂も、ろう付け応力下で急速に成長する可能性があります。
| 考えられる原因 | 典型的な結果 |
|---|---|
| 水分や油分が残っている | ガス圧と内部膨らみ |
| 通気が悪い | 局所的な空洞の拡大 |
| 610℃以上の温度 | 過度のフィラーメタル浸食 |
| 保持時間25分以上 | ひれ根の間引き |
| 急速冷却 | 残留引張応力 |
| 過剰な治具圧力 | フィンの変形や破れ |
| ろう付けが不十分である | フィンとプレートの接合部が弱い |
| 材料の微小亀裂 | 亀裂の伝播 |
体系的な検査は、さまざまな障害メカニズムを分離するのに役立ちます。
目視および寸法検査:膨らみの位置、引き裂きの位置、膨らみの高さを記録します。
リークテスト:ヘリウム漏れまたは水圧テストを使用して、損傷領域が漏れに該当するかどうかを判断します。
金属組織分析:深刻な侵食は、過剰な温度を示している可能性があります。ろう付け接合部に沿った剥離は、ろう付けが不完全であることを示している可能性があります。厚さ方向の引き裂きは、内圧または熱応力に関連している可能性があります。
プロセスのトレーサビリティ:炉の温度曲線、真空レベル、加熱速度、保持時間、冷却パラメーターを確認します。
清浄度と治具のテスト:残留油分または水分レベルを比較し、さまざまな治具のクランプ力を使用して欠陥を再現します。
制御された洗浄プロセスには次のものが含まれます。
アルカリ洗浄→酸洗浄→純水複数回リンス→熱風乾燥
成分を乾燥させます120℃で15分以上そしてそれらを炉に装填します4時間乾燥後。
各流路の両端に通気溝を設け、完全に密閉された空洞を避けてください。前に450℃、真空レベルを維持します。≤1×10⁻³ Pa十分な脱ガスのために制御された加熱を使用してください。
ろう付け前の適切な洗浄も重要です。超音波洗浄装置は、ろう付けプロセス前の汚染物質の管理に役立ちます。
適切なプロセスでは、温度と保持時間の両方を制御する必要があります。
適切に制御されたアルミニウム真空ろう付け炉は、一貫した加熱、保持、真空、冷却条件を維持するのに役立ちます。
コア寸法に応じて標準化されたクランプトルクを使用してください。グラファイト製治具は、ステンレス鋼と比較して熱膨張の差を低減できます。
上部、下部、隅の領域全体にグラファイトのサポート ブロックを提供します。フィンの高さについては、0.02 ～ 0.03 mm のプラス公差アセンブリの予圧を軽減します。
圧力に耐える用途には、次の厚さのフィンを使用してください。≧0.12mmそしてより大きな遷移半径。大きなコアでは、剛性を向上させるために中間サポート フィンを使用することもできます。
積み込む前に、コンポーネントの乾燥と通気の状態を確認してください。ろう付け中は、炉ゾーン間の温度差を監視してください。
ろう付け後、コアの膨らみやフィンの亀裂がないか検査します。リーク試験装置は、次の生産段階の前にコアの気密性を検証できます。
メーカーは、ガスの発生、過熱、治具の応力、入荷する材料によって欠陥を分類して、継続的なプロセスの改善をサポートすることもできます。
アルミニウム プレートフィン ラジエーター コアの内部の膨らみは、主に次のような原因に関連しています。閉じ込められたガスと内部圧力一方、フィンの破れは、内部圧力、高温の溶加材の浸食、熱応力、および治具の拘束が組み合わさって発生します。
最も効果的なアプローチは次のとおりです。
ガスを除去し、通気を改善します → ろう付け温度と浸食を制御します → 熱応力と組み立て応力を軽減します → 完成したコアを確認します。
ラジエーターおよび熱交換器のメーカーの場合、洗浄、コアの組み立て、治具の設計、真空ろう付け、および漏れテストを 1 つの統合された品質プロセスとして管理する必要があります。
SUNHOPE は、ラジエーターと熱交換器の製造用の設備を提供しています。アルミろう付け炉、フィン成形機、超音波洗浄装置、リーク検査装置、関連コア製造装置、新しい生産ラインと既存の工場のアップグレードの両方をサポートします。
主な原因は、閉じ込められた水分や油、不十分な排気、炉の漏れ、過剰な加熱速度、熱ストレスです。
フィンの破れは、内部圧力、フィラーメタルの浸食、熱応力、治具の拘束、不完全なろう付け、または材料の欠陥によって発生する可能性があります。
参照されたプロセスは、ろう付け段階を制御します。590 ～ 605°C、10 ～ 20 分間、気温が上記を超えている間、610℃避けるべきです。
洗浄と乾燥を改善し、効果的な通気を提供し、ろう付け温度曲線を制御し、治具の応力を軽減し、フィンの厚さとコア構造を最適化します。
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