Анализ разрушения пайки в алюминиевых пластинчато-ребристых теплообменниках

Крах алюминиевых теплообменников (критическая проблема вдефекты сварки алюминияобычно встречаются в автомобильных межохладителях, охладителях масла и воздушных теплообменниках) во времявакуумное сплавлениеявляется одним из самых неразрешимых режимов отказа ванализ сбоя теплообменникаОбычно это означает, что при температуре сварки конструктивная прочность недостаточна для поддержания собственного веса компонента или давления на светильник.что приводит к блокировке проходов или потере герметичности. систематическийАнализ обвала сваркиВ следующей статье мы рассмотрим основную проблему.

1Механизм коллапса и опасности

Во время стадии хранения вакуумного сплава (приблизительно 595-620 °C) основной металл (в основном 3003 сплав алюминия) смягчается, в то время как заполнительный металл для сплава (например,4004 сплав алюминия) плавится в жидкостьЕсли застежка плавников или грузоподъемность ядра недостаточна, коллапс происходит под давлением гравитации или фиксации.несколько слоев разделительных листов прилипают друг к другу, и продукт непосредственно сбрасывается.алюминиевый теплообменникНеудачи.

2Анализ причин коллапса

Вряд ли обрушение происходит из-за одного фактора; скорее, оно происходит в результате сочетания четырех факторов: температуры, материала, конструкции и инструментов.оптимизация процесса сваркитребует рассмотрения всех четырех.

2.1 Неправильные параметры процесса сварки

(1)Слишком высокая температура сварки
Когда температура значительно превышаетЭвтектическая точка Аль-Си, рост зерна происходит в обычном металле, вызывая резкое снижениевысокотемпературная прочностьчто больше не может выдержать нагрузку.

(2)Слишком длительное время ожидания
Продолжительное присутствие жидкого металла наполнителя усиливает эрозию основного металла ядра, ослабляя прочность плавника.тепловой цикл сваркиКонтроль.

(3)Слишком медленная скорость нагрева
Слишком длительное пребывание в высокотемпературной зоне приводит к преждевременному испарению гетерирующего агента (вакуумное бразирование зависит от пара магния) и одновременно приводит к чрезмерному смягчению,компрометирующийцелостность сварного соединения.

2.2 Совместимость материалов и прочность ядра

(1)Рекристаллизация, смягчение ядра
При температуре сварки алюминиевый сплав 3003 подвергается перекристаллизации, и его прочность падает с > 100 МПа (до отжига) примерно до 10 ‰ 20 МПа.Если материал имеет грубую структуру зерен, смягчение еще быстрееалюминиевый листовой сплаввыбор.

(2)Неправильный отбор плавников
Устойчивость материала к высоким температурам является недостаточной.конструкция сварного плавникаЕсли ошибочно использовать чистый алюминиевый ряд (например, 1100), вероятность обрушения становится высокой.Различные геометрические формы плавников имеют различную устойчивость к обрушению., важный факторСборка ядра теплообменника.

(3)Эрозия металлического слоя наполнителя для сварки
Слой облицовки на композитных пластинах или пластинах может быть слишком толстым, или сильная эрозия может проникнуть в облицовка и атаковать ядро, в результате чегоэрозия металла наполнителя для сваркидефекты.

2.3 Толерантность компонентов и качество сборки

(1)Слишком плотное ядро
Слишком небольшой разрыв между плавниками и разделительными листами заставляет концы плавника сжиматься и завязываться во время теплового расширения.

(2)Слишком свободное устройство ядра
Чрезмерно большой разрыв препятствует эффективному сдерживанию плавников в горячем состоянии, в результате чего они падают.

(3)Толерантность высоты боковой стойки
Когда высота боковой стойки ниже высоты плавника, весьдавление на фиксатореПоддерживается плавниками, раздавляя их непосредственно.

2.4 Структурный проект и устройство

• Слишком большое соотношение сторон: слишком высокие или слишком тонкие плавники (большое соотношение высоты и толщины) приводят к нестабильности, как рассчитано для тонких сжатых подпор.

• Чрезмерная сила зажима: чрезмерное давление, применяемое для корректного искажения, не может быть выдержано плавниками при повышенной температуре.

• Недостаточная поддержкаОтсутствие вспомогательной опоры в центре большого ядра приводит к центральному коллапсу под действием гравитации, что является распространенной проблемой вконструкция сварного оборудования.

3. Подходы к устранению проблем и их решению

Рекомендуется проводитьустранение неисправностей в сваркев следующей последовательности:

1. Проверить кривую процесса
   Проверьте, отклоняется ли фактическая температура печи от спецификации и правильно ли расположено термопары.от 605 °C до 600 °C) или сократить время храненияуправление процессом вакуумного сплавления.

2. Подтвердить партию материала
   Проверьте, является ли материал плавника стойким к обрушению (например,3003 + 1% ZnПробы могут быть взяты длявысокотемпературная сжимательная прочностьтестирование.

3. Оценить разрыв сборки
   Перед сборкой измерять высоту плавника и высоту боковой стойки.обеспечение того, чтобы давление на светильники оказывалось преимущественно на боковых прутках, а не на плавникахалюминиевое сплавлениерезультаты.

4. Проверьте уровень вакуума
   Недостаточный уровень вакуума (т.е. давление выше 10−2 Pa) позволяет оксидным пленкам препятствовать равномерной передаче тепла, что приводит к локальному перегреву, эрозии,и обрушится критический параметр вСплавление в контролируемой атмосфере.