アルミプレート・フィン熱交換器における溶接崩壊の分析

アルミプレート・フィン熱交換器の崩壊 (アルミニウム溶接の欠陥自動車用インタークーラー,オイルクーラー,航空宇宙用熱交換機などでよく見られる)真空溶接最も難解な故障モードの1つです熱交換器の故障分析一般的には,溶接温度では,構造強度が部品の重量や固定装置の圧力を支えるのに不十分であることを意味します.経路が塞がったり 密閉性が低下したりする. 体系的な溶接の崩壊分析この問題は,以下に説明されています.

1崩壊メカニズムと危険性

真空溶接の保持段階 (約595°C~620°C) の間,基礎金属 (主に3003アルミ合金) が軟化し,溶接の填料金属 (例えば,4004 アルミ合金) は液体に溶けます細かいケースでは,翼が歪められ,重症の場合,翼が壊れ,重症の場合,翼が壊れ,重症の場合,翼が壊れてしまう.複数の層の切断シートが一緒に貼り付けられる製品が直接廃棄されるアルミニウム熱交換器の溶接失敗する

2崩壊の原因分析

崩壊 は,単一の 要因 に よっ て 起こる こと は めった に あり ませ ん.それ は,温度,材料,構造,道具 の 4 つの 要素 の 組み合わせ の 結果 です.溶接プロセス最適化4つとも対応する必要があります

2.1 不適切な溶接プロセスパラメータ

(1) について溶接温度が過度に高い
温度がかなり高くなるとアル・シ・ユーテキックポイント塩基金属に粒子が増殖し,塩基の濃度が急激に低下します高温強度負荷を支える力がない

(2) について過剰に長い保持時間
液体フィラーメタルの長時間存在は,コアベースメタルの侵食を強め,フィンの強さを弱体化する溶接熱循環コントロール

(3) について過剰に遅い加熱速度
高温帯に長時間放置すると,ゲッティング剤が早速揮発する (真空溶融はマグネシウム蒸気に頼る) と同時に過度に軟化する.妥協する溶接関節の整合性.

2.2 材料の互換性とコア強度

(1) について再結晶化 核の軟化
溶接温度では,3003アルミニウム合金が再結晶化され,その強度は>100 MPa (焼却前) から約10 〜 20 MPaに低下する.粗い粒状の構造がある場合緩和がさらに迅速になるアルミ製の溶接板選択する

(2) について羽の選択が不適切
フィン材料の高温崩壊耐性は不十分である.通常,最適化のために改変された3003合金 (ZrまたはMn含有量が高いグレード) または複合材が指定される.溶接フィン設計純アルミシリーズ (例えば1100) を誤って使用すると,崩壊する可能性が高い.異なるフィンの幾何学は異なる崩壊抵抗を提示します重要な要因です熱交換器のコア組.

(3) について溶接料の金属層の侵食
複合板や複合板の覆い層は太すぎたり,重度の侵食が覆い層に浸透し,核を攻撃し,溶接料の金属浸食欠陥がある

2.3 部品の許容量と組立品質

(1) について太りすぎたコア組成
羽根と分断シートとの間の太小な組み立て隙間により,羽根の端が圧縮され,熱膨張中にブークルされます.

(2) について太りすぎたコア組成
過剰に大きな隙間が熱い状態でフィンを効果的に拘束し,転倒させるのを防ぐ.

(3) について横バーの高さの許容量
横バーの高さがフィンの高さよりも低いとき,全体の装置の圧力羽根に支えられ 直接粉々にします

2.4 構造設計と固定装置

• 大きすぎたアスペクト比: 高すぎたり薄すぎたりしたフィニッシュ (高さ/厚さ比が大きい) は,細い圧縮支架のために計算された不安定性をもたらします.

• 過剰な圧縮力: 正確な歪みのために施された過剰な圧力は,高温でフィニングが維持できない.

• 十分な支援がない大型のコアの真ん中に補助的支柱がないことが重力下で中央崩壊を引き起こす溶接装置の設計.

3トラブルシューティングと解決方法

治療を推奨しています溶接欠陥のトラブルシューティング次の順序で

1. プロセス曲線を検査する
   炉の実際の温度が仕様から逸脱し,熱電偶の位置が正しいかどうかを確認する.必要に応じて,熱熱温度を適度に低下させる (例えば,熱電偶の位置が正しければ,熱電偶の位置が正しければ,熱電偶の位置が正しければ).605 °Cから600 °C) または保持時間を短縮する真空溶接プロセス制御.

2. 材料のバッチを確認する
   羽の材料が崩壊耐性があるかどうかを確認します (例えば,3003 + 1% Zn試料を採取し,高温圧縮強度テスト

3. 組み立てのギャップを評価する
   組み立て前にフィンの高さと横棒の高さを測定します.理想的な条件は,組み立て間隔が約0.03mmです.品質に欠かせないフィニッシュの圧力は,フィニッシュではなく,横棒に主に施されていることを確保するアルミニウム溶接効果について

4. 真空レベルを確認
   十分な真空レベル (すなわち10−2Pa以上の圧力) は,酸化膜が均等な熱伝達を妨げ,局所的な過熱,侵食,重要なパラメータが崩壊する制御された大気熱熱熱.