A resistência insuficiente dos tubos de troca de calor ou das placas laterais no canal mais externo de um radiador de tubo-correia pode levar à deformação ou rachaduras sob pressão de montagem, vibração ou impacto acidental, o que pode eventualmente resultar em vazamento de líquido de arrefecimento. Esta é uma questão muito comum na prática de engenharia. Então, como isso pode ser fundamentalmente resolvido?
I. Causas de Resistência Insuficiente no Canal Mais Externo
1. Falta de Suporte: Os tubos internos de troca de calor são mutuamente suportados por aletas de resfriamento, formando uma estrutura integrada estável. Em contraste, um lado do canal mais externo é aberto, suportado por apenas uma única camada de pontos de contato.
2. Concentração de Tensão: Durante a montagem, a força de fixação da estrutura ou da junta, juntamente com a tensão de vibração operacional, concentra-se nesses pontos de suporte mais externos.
3. Pontos Fracos de Fabricação: Durante a brasagem ou soldagem, o canal mais externo experimenta a maior contração térmica. A área de junção com o tanque do cabeçalho pode esfriar muito rapidamente, levando a soldagem incompleta ou juntas de solda fria, criando o elo mais fraco em termos de resistência.
II. Design Estrutural e Medidas de Reforço de Conexão
1. Aumentando a Espessura e Largura da Placa Lateral
Medida: Substitua o tubo de troca de calor mais externo por uma "placa lateral" dedicada que seja mais espessa e larga. As placas laterais são tipicamente feitas do mesmo material que os tubos (por exemplo, latão, alumínio), mas são 1,5 a 2 vezes mais espessas ou mais, com a largura também potencialmente aumentada.
Vantagem: Aumenta diretamente o módulo de seção de flexão, tornando-o o principal método para melhorar a rigidez e a resistência.
Aplicação: Esta é atualmente a prática mais padrão e generalizada na fabricação de radiadores convencionais.
2. Adicionando Aletas de Reforço Externas
Medida: Adicione uma camada de "aletas de suporte" ou "aletas de reforço" especiais entre o canal mais externo e a placa lateral. Essas aletas apresentam cristas mais altas, material mais espesso ou são projetadas com estruturas de nervuras de reforço específicas.
Vantagem: Fornece suporte externo elástico para o canal mais externo, distribuindo efetivamente a pressão e suprimindo o abaulamento e a vibração para fora. Oferece efeito significativo com aumento limitado de custo.
3. Otimizando a Conexão Entre o Tanque do Cabeçalho e a Placa Lateral
Aumentar a Área de Sobreposição: Projete a área de sobreposição entre a placa lateral e o tanque do cabeçalho para ser maior do que a dos tubos padrão.
Use Filetes de Solda Reforçados: Certifique-se de que o filete de solda ou brasagem na placa lateral seja completo e contínuo durante a soldagem/brasagem, criando uma função de "nervura de reforço" eficaz.
4. Modificando o Design da Placa Lateral
Medida: Projete a placa lateral do radiador com uma estrutura "dobrada" ou "flangeada" que envolve parcialmente o canal mais externo, fornecendo suporte lateral.
Vantagem: Fornece forte restrição mecânica, impedindo que o canal mais externo seja excessivamente esmagado para dentro ou flexione durante a montagem.
III. Medidas de Melhoria de Materiais e Processos
1. Usando Materiais de Maior Resistência
Medida: Empregue materiais de liga de maior resistência para a placa lateral do canal mais externo. Por exemplo, em radiadores de alumínio, ao usar a liga de alumínio 3003 para tubos padrão, use ligas ligeiramente mais fortes como 3005 ou 3105 para a placa lateral.
Vantagem: Melhora a resistência na fonte do material.
Desvantagem: Pode levar a aumentos de custo e exigir ajustes nos processos de soldagem/brasagem.
2. Garantindo a Qualidade da Soldagem/Brasagem
Limpeza: Garanta a limpeza absoluta nas áreas de montagem da placa lateral e do tanque do cabeçalho, livre de contaminação por óleo e camadas de óxido.
Aplicação de Material de Enchimento de Brasagem: Certifique-se de que uma camada suficiente e uniforme de material de enchimento de brasagem seja aplicada na área da placa lateral.
Perfil de Temperatura do Forno: Otimize a curva de temperatura do forno de brasagem para garantir que a área da placa lateral (tipicamente a parte mais fria do radiador) também atinja a temperatura de brasagem perfeita, formando uma junta brasada de alta qualidade.
3. Projetando o Canal Mais Externo como um Canal de Suporte de Processo
Projete o tubo plano mais externo como um canal de suporte de processo selado, soldando-o. Este é o método mais direto e eficaz, mas também deve atender aos requisitos de desempenho térmico do radiador.
Na operação prática, a comunicação próxima com o fabricante do radiador é essencial. Realize a Análise de Elementos Finitos (FEA) para simular a distribuição de tensão e valide a eficácia das medidas de reforço por meio de testes de vibração e testes de pulso de pressão. Essa abordagem integrada ajuda a identificar a solução mais econômica e confiável.
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