Na fabricação de trocadores de calor de placas de alumínio, os problemas de fugas não são sempre causados pelo equipamento de solda ou pela qualidade do material.precisão de montagem, e controlo do processo de solda.

Entre esses fatores, o projeto da barra lateral (barra de vedação) desempenha um papel importante na resistência das juntas de solda, resistência à pressão e confiabilidade a longo prazo.

A largura da braçagem da barra lateral refere-se à área de contato horizontal entre a barra lateral e a placa separadora (folha de alumínio revestida), onde se forma a junção de braçagem de alumínio.

A escolha da largura correta da barra lateral requer um equilíbrio entre:

• Confiabilidade da brasagem
• Requisitos de pressão de funcionamento
• Desempenho de transferência de calor
• Peso do produto
• Estabilidade da produção

Atualmente, duas principais tecnologias de solda de alumínio são amplamente utilizadas na produção de trocadores de calor de barras de chapa:

• Brazagem a vácuo de alumínio (brazagem sem fluxo)
• NOCOLOK Brasagem em atmosfera controlada

Embora ambos os processos possam produzir juntas de alumínio confiáveis, seus requisitos para o projeto da barra lateral e o fluxo de metal de preenchimento são ligeiramente diferentes.

Largura recomendada da barra lateral para diferentes aplicações

1Aplicações normalizadas (pressão de projecto ≤ 3,0 MPa)

Para aplicações comuns como:

• Refrigeradores a óleo
• Sistemas de arrefecimento de baterias
• Intercambiadores de calor de arrefecimento líquido normalizados

A largura recomendada de solda de barra lateral é:

3.0·3,5 mm

Valores recomendados:

• Fabricação a partir de metais de ferro ou aço30,0 mm
• A brasagem NOCOLOK:3.2·3,5 mm

Esta gama proporciona um bom equilíbrio entre o desempenho de vedação, a resistência estrutural e o design leve.

Para muitos trocadores de calor de barbatanas de placa produzidos em massa,3.2 mm tornou-se um valor padrão amplamente adotado.

2Aplicações de alta pressão (36,3 MPa)

Para aplicações exigentes, incluindo:

• Sistemas de arrefecimento de armazenamento de energia
• Sistemas de refrigeração hidráulica
• Máquinas para a produção de calor

A largura recomendada da barra lateral é:

4.0·5.0 mm

Uma superfície de soldadura maior melhora:

• Força das articulações
• Resistência à pressão
• Capacidade de prevenção de fugas

No entanto, uma barra lateral mais larga nem sempre significa melhor desempenho.

Largura superior a5.0 mm geralmente não são recomendados, porque podem causar:

• Aumento do consumo de material e do peso
• Área de transferência de calor efetiva reduzida
• Acúmulo potencial de metais de preenchimento durante a brasagem

O melhor projecto é a largura mais adequada às condições de trabalho, não a opção mais larga.

3Intercambiadores de calor compactos e leves

Para aplicações compactas como:

• Modulos de refrigeração por líquido de servidores
• Sistemas de refrigeração em miniatura
• Núcleos de trocadores de calor de alumínio pequenos

O projecto mínimo pode atingir:

2.5 mm

No entanto, as barras laterais de 2,5 mm exigem um controlo de fabrico extremamente rigoroso.

Os riscos potenciais incluem:

• Área de brasagem insuficiente
• Maior sensibilidade ao desvio do conjunto
• Partes e acessórios para máquinas de lavar
• Aumento da probabilidade de fuga

Por conseguinte, este desenho só é recomendado para aplicações de baixa pressão:

≤ 1,6 MPa

Requer um excelente controle da planitude dos componentes, da distância de montagem e da uniformidade da temperatura do forno.

Seleção da largura da barra lateral: vantagens e limitações

Menos de 2,5 mm

As barras laterais estreitas reduzem o uso de material, mas a área de solda torna-se muito limitada.

Os problemas comuns incluem:

• Tolerância baixa à solda
• Risco mais elevado de ligação incompleta
• Resistência à pressão fraca

Para uma produção em massa estável, geralmente não são recomendadas barras laterais inferiores a 2,5 mm.

3.0·5.0 mm: Faixa preferida pela indústria

A faixa de 3,0 ∼ 5,0 mm é considerada a área de projeto ideal para a maioria dos trocadores de calor de barras de placa.

As vantagens incluem:

• Área suficiente para espalhar o metal de enchimento
• Melhor tolerância às variações de fabrico
• Desempenho de vedação fiável
• Bom equilíbrio entre resistência e design leve
• Compatibilidade com a brasagem a vácuo e a brasagem NOCOLOK

Para aplicações gerais,3.2 mm é uma especificação padrão comumente selecionada.

Acima de 5,0 mm

Uma barra lateral de grande tamanho pode aumentar o uso de material sem proporcionar benefícios proporcionais.

As possíveis desvantagens incluem:

• Peso do produto mais elevado
• Área de transferência de calor reduzida
• Aumento do risco de distribuição desigual do metal de enchimento

Por conseguinte, mais largo nem sempre é melhor ao projetar trocadores de calor de alumínio.

Brazagem a vácuo vs. Brazagem NOCOLOK: Diferenças de projeto

Brazagem a vácuo de alumínio

A brasagem a vácuo é um processo sem fluxo que depende de um ambiente de vácuo controlado e de uma gestão precisa da temperatura.

Porque a humidificação do metal de preenchimento é mais sensível a:

• Limpeza das superfícies
• Controle da lacuna de solda
• Uniformidade da temperatura

Os trocadores de calor com solda a vácuo geralmente preferem uma largura de barra lateral mais conservadora:

3.0·5.0 mm

Os projetos ultra estreitos, tais como 2,5 mm, exigem um controle avançado do processo e são normalmente evitados na produção de grandes volumes.

NOCOLOK Brasagem em atmosfera controlada

A brasagem NOCOLOK usa fluxo para remover as camadas de óxido de alumínio, melhorando a umedecimento do metal de preenchimento e o desempenho do fluxo.

Por conseguinte, o limite inferior pode ser ligeiramente reduzido:

• Projeto mínimo: aproximadamente2.8 mm.
• Valor de produção padrão: cerca de3.2 mm

Este processo proporciona um desempenho de produção estável para muitos fabricantes de trocadores de calor de alumínio.

Erro comum na seleção da barra lateral

Escolhendo uma barra lateral mais larga para maior resistência

Alguns fabricantes acreditam que o aumento da largura da solda melhora sempre a resistência à pressão.

Contudo, uma largura excessiva pode levar a:

• Maior consumo de alumínio
• Aumento do peso do produto
• Vantagem reduzida de peso leve
• Área de transferência de calor efetiva reduzida

A abordagem correta consiste em selecionar a largura adequada de acordo com a pressão de operação, o processo de solda e a capacidade de produção.

Principais requisitos de fabrico para uma brasagem fiável

Mesmo com um design de barra lateral otimizado, o controle de fabricação é fundamental para alcançar uma qualidade de solda estável.

Os parâmetros importantes incluem:

Espaço de fundição

Distância livre recomendada de solda:

00,03 ‰ 0,08 mm

Quando a lacuna exceder:

0.1 mm

O risco de solda incompleta e de fugas aumenta significativamente.

Tolerância da barra lateral

Tolerância recomendada:

± 0,03 mm

A altura da barbatana deve ser ligeiramente superior à barra lateral:

00,02 ‰ 0,04 mm

Isto assegura uma compressão e um contacto adequados durante a montagem.

Estrutura da barra lateral e design do canto

• As barras laterais retangulares são preferidas para aplicações padrão.
• Produtos de alta pressão podem usar barras laterais com pequenas ranhuras de orientação para melhorar o fluxo de metal de preenchimento.
• Os cantos do trocador de calor são áreas de vazamento comuns, de modo que os quatro cantos podem ser aumentados localmente para10 mmpara melhorar a fiabilidade da vedação.

Guia de seleção da largura da barra lateral

Aplicação	Pressão de trabalho	Largura recomendada da barra lateral	Processo de brasagem adequado
Modulos de refrigeração compactos e leves	≤ 1,6 MPa	2.5·3.0 mm	Processo controlado necessário
Placas de arrefecimento de baterias e refrigeradores de óleo	≤ 3,0 MPa	3.0·3,5 mm	Vacuo / NOCOLOK
Refrigeradores hidráulicos e trocadores de calor criogénicos	3 ‰ 6,3 MPa	4.0·5.0 mm	Vacuo / NOCOLOK

Melhorar a fabricação de trocadores de calor de alumínio com soluções profissionais

O design da barra lateral é apenas uma parte da produção de trocadores de calor de placas de alumínio confiáveis.

A produção em massa estável depende também de:

• Reunião precisa do núcleo
• Controle uniforme da temperatura de solda
• Ensaios de vazamento fiáveis
• Processos de fabrico consistentes

A SUNHOPE fornece soluções completas para a fabricação de trocadores de calor de alumínio, incluindo:

• Máquinas de montagem de núcleos de trocadores de calor de pinças de chapa
• Fornos de brasagem a vácuo de alumínio
• Máquinas para formar barbatanas
• Equipamento de ensaio de fugas
• Soluções de produção de radiadores e condensadores

Com equipamentos profissionais e suporte técnico, os fabricantes podem melhorar a consistência da solda, reduzir os riscos de vazamento e alcançar uma produção em massa estável.

Conclusão

Para a maioria dos trocadores de calor de placas de alumínio,3.0·5.0 mm é a faixa comprovada do setor para a largura de solda de barra lateral.

A3.2 mmOs sistemas de alta pressão deverão considerar:4Desenhos de 0,05 mm.

A selecção ideal depende da pressão de trabalho, da tecnologia de solda e da capacidade de fabrico.

Uma barra lateral devidamente concebida, combinada com uma montagem precisa e equipamento de solda estável, é a base para a produção de trocadores de calor de alumínio confiáveis e de alto desempenho.