高信頼性チタン合金プレートフィン熱交換器の全工程製造技術と品質管理

高信頼性のチタン合金プレートフィン熱交換器の製造能力は,高精度部品製造,高真空合金,制御された火焼後の処理熱交換器の製造における主要な技術課題は,航空宇宙級チタン合金固有の特性,特に酸化への高い易感性から生じる.形成過程で大きな反発TC4 溶接サイクル中に歪みや脆さを感じる傾向がある.

チタンプレート・フィンコア組は,フィン,分離シート,サイドバー,サイドプレート,およびフローデフレクタで構成される.

この航空宇宙熱交換器の製造のための一般的に指定されるチタングレードには,商業的に純粋なチタン (TA1/TA2) と航空宇宙チタン合金TC4 (Ti-6Al-4V) が含まれる.尺寸の許容は極めて重要です:フィンの厚さは0.1~0.3mmで,切片の厚さは0.5~1.5mmです.

フィルラーメタルの選択に関して,チタン真空溶接のための好ましいシステムは,チタンベースのチ-Zr-Cu-Niフィルラーメタルのグループである.溶融範囲は890~950°Cで,耐腐蝕性が優れている塩化物イオンに対する敏感性や高温強度が不十分であるため,銀ベースのフィラーは一般的に避けられます.

バランキング:レーザー切削または精密切削は,厳格な許容量±0.02mmを維持する.

形状:高速精密スタンプでは,クリアランス ≤0.01 mm の Cr12MoV ツールを使用する.チタン熱交換器のフィンの高さは1.6~12 mm,フィンのピッチは2~5 mm の範囲である.

ストレス 緩和タイタン合金材料のスプリングバックを軽減するために,1時間2時間250°C~300°Cの熱サイクルが適用される.

切断シート:レーザー切断による加工,その後に精密磨削により平らさ ≤0.03 mm/m,表面荒さ Ra ≤0.8 μmを達成する.

サイドバー:折りたたみおよび精密トリミングは,0.03~0.15mmの重要な溶接ギャップを達成することを確保するために,寸法許容度は±0.05mmを維持する.

サイドプレート:CNCフレッシングは,次のヘッダー溶接のために必要なベーブル幾何学と平らさを保証します.

このステップは,高信頼性の熱交換器の品質管理のために不可欠です.

脱脂:超音波アルカリ浄化 (50°C~60°C,15分) →水で洗浄 →超音波無水エタノール浄化 (10分)

オキシード除去:酸漬け (5% HF + 20% HNO3,環境温, 5°10分) →デオイオン化水で洗浄 →乾燥 (80°C, 30分)

受け入れ基準:表面には油や酸化色素がなく,連続して断絶しない水膜が示さなければならない.

フィルラー金属形:Ti-Zr-Cu-Ni フィルラーメタルは,薄膜 (厚さ30~50μm),粉末,またはペーストとして適用される.薄膜は分離シートの両面に前もって配置され,タック溶接で固定される.

積み重ねの順序:サイドプレート → 切断板 → フィン → サイドバー → 切断板 → フィン → サイドバー →... → サイドプレート.正確なアライナメントは必須です.

ツールと施された圧力:グラフィットまたはセラミックの固定装置は,溶接隙間と全体的なコア高度を制御するために15~25kPaの均質な圧力を適用する.

装備:極限真空 ≤1×10−4 Pa,温度制御精度 ±3°Cの真空溶接プロセス炉が必要です.

代表的なTC4ブレジングサイクル:

段階1: 10°C/分で環境 → 650°C; 30分保持
(予熱,排気,熱均衡)

段階2: ≤5°C/分で650°C→920°C 20〜30分保持する
(フィルラーが溶け,濡れ,流れ)

3 段階:除去前には,炉を低温で ≤ 150°Cまで冷却する
(熱ショックと歪みの防止)

ティタン真空溶接のための重要なプロセス制御:

バキュームレベル:≥5×10−3 Pa,チタンプレート・フィン熱交換器コアにおける酸化と水素吸収を防止する.

熱量:600°C以上では ≤5°C/minで,熱傾斜による裂けを防ぐ.

温度均一性:ΔT 核 ≤±5°Cを横切って,局所的な過融または不完全な溶接を防止する.

清掃固定装置の取り除き,その後に機械的な敷き詰めと軽い砂砂の吹き飛ばしにより酸化色とブーリングを排除する.

サイズ:液圧プレスで冷直しで平らさ ≤0.5 mm/mを達成する.ハンマーで打つことは厳禁です.

ヘッダー/フレンズ:航空宇宙級のチタン合金鍛造品で,CNC加工によるベーブル加工.

溶接プロセス:ガスのウルガム弧溶接 (GTAW) は,酸化と窒素化防止のためのアルゴンのバックプリーグ保護.

溶接パラメータ:電流80 ∼120 A アルゴンの流量15 ∼20 L/min

品質要件:溶接は 100% PT/MT 検査で確認された裂け目,孔隙,不完全な融合がない必要があります.

サイクル:400°Cから500°Cまで6~8時間,真空または惰性アルゴン大気下で,チタン熱交換器の製造による残留ストレスを軽減し,遅延した裂けを防止する.

リークテスト:0圧縮空気8~1.2 MPa; 30分保持; 圧力低下 ≤0.05 MPa.

圧力検定:1.5 × 設計圧; 5 分保持; 漏れや永久的なプラスチック変形は許されない.

アノード化:耐磨性や耐腐蝕性を高めるために10~15μmの酸化層を生成する.

電気磨き:Ra ≤0.4μmを達成し,流体流動抵抗を軽減し,チタン熱交換器の性能を向上させる.

寸法精度:フリンと切り板の許容度は ±0.02 mm;溶接間隔は0.03~0.15 mmを維持する.

表面の清潔さ高信頼性の熱交換器の品質管理には,熱焼前状態が不可欠である.表面は油,酸化物スケール,指紋がない必要があります.

溶接パラメータ:温度 900°C~930°C; 20°C~30分浸泡; 真空レベル ≥5×10−3 Pa

溶接の整合性GTAW関節の 100% NDT; 裂け目や孔隙が認められない.

圧力の整合性:漏れ防止試験と圧力試験の合格率は100%;漏れはゼロ.

不完全ブレジング:熱帯電池が熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池で熱帯電池を熱します.
補正措置:隙間耐性を減らし,ピーク温度を増やし/またはTC4溶接サイクルで浸泡時間を延長する.

侵食/過熱:過剰な温度や長時間浸泡によって引き起こされます
補正措置:ピーク温度を下げ 停留時間を短縮する

歪み:素気溶接過程における急速な加熱または不均一な冷却によって引き起こされる.
補正措置:熱速を減らす 固定装置を最適化する 制御された炉冷却を強制する

漏れ:溶接の不連続性や溶接の裂け目により
補正措置:予備清掃手順を強化し,チタン真空溶接熱プロファイルを精製し,航空宇宙熱交換器製造基準の厳格なNDT遵守を確保する.