Brazagem a vácuo de grandes trocadores de calor de placas: defeitos e melhoria da qualidade

A brasagem a vácuo de trocadores de calor de placas e aletas grandes e espessas é desafiadora porque placas de partição espessas e aletas finas aquecem em taxas diferentes. Esse desequilíbrio de temperatura pode causar brasagem incompleta, erosão das aletas, deformação e vazamento.

A chave para melhorar a qualidade da brasagem é manter um campo de temperatura equilibrado e controlar as condições de aquecimento, brasagem, resfriamento e montagem durante todo o processo.

Principais Conclusões

• Placas espessas ≥1 mm e aletas finas de 0,2–0,3 mm criam diferenças térmicas significativas.
• Defeitos comuns incluem brasagem incompleta, erosão das aletas, deformação e oxidação.
• O aquecimento em estágios e o monitoramento preciso da temperatura ajudam a melhorar o equilíbrio térmico.
• No estudo de caso, a taxa de qualificação aumentou de78% para 96%Com mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.

1. Defeitos Comuns na Brasagem a Vácuo

Trocadores de calor de placas e aletas grandes frequentemente têm uma estrutura "espessa-fina-espessa". Aletas finas aquecem rapidamente, enquanto placas espessas aquecem mais lentamente.

Se a temperatura do forno ou o tempo de permanência forem aumentados para compensar, as aletas podem superaquecer antes que as placas espessas atinjam a temperatura de brasagem necessária.

Defeitos típicos incluem:

• Brasagem incompleta: O metal de enchimento não se espalha completamente entre as placas, aletas ou barras de fechamento, potencialmente causando vazamento.
• Erosão das aletas: Brasagem excessiva pode dissolver ou afinar as aletas.
• Deformação das aletas: Altas temperaturas podem reduzir a resistência das aletas e causar empenamento ou colapso.
• Deformação do núcleo: Tensão térmica desigual pode causar empenamento e desvios dimensionais.
• Oxidação: Vácuo insuficiente ou vazamento de ar podem afetar a qualidade da brasagem e a condição da superfície.

2. Controles Chave do Processo para Melhor Qualidade de Brasagem

Aquecimento em Estágios

Um processo de aquecimento em estágios pode reduzir a diferença de temperatura entre placas espessas e aletas finas.

Para o processo descrito neste artigo:

• 450–480°C: 30–90 minutos
• 540–560°C: 20–40 minutos, opcional
• Taxa de aquecimento a baixa temperatura: ≤10°C/min
• Taxa de aquecimento após os estágios de permanência: 3–5°C/min

Para metal de enchimento de brasagem Al-Si, a temperatura de brasagem pode ser aproximadamente Soluções de Fabricação de Trocadores de Calor da SUNHOPECom mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.

O tempo de permanência é geralmente 20–60 minutos, dependendo da espessura do produto. Importante, o tempo de permanência da brasagem deve começar após o centro do núcleo atingir a temperatura alvo.

Múltiplos termopares devem ser colocados na placa espessa, área da aleta, barras de fechamento e outros locais críticos. O ponto de medição mais frio deve ser usado como referência.

Resfriamento Controlado

Após a brasagem, nitrogênio ou argônio de alta pureza podem ser usados para resfriamento. Para áreas de placas espessas, a taxa de resfriamento deve ser controlada em ≤10°C/min para reduzir a tensão térmica.

3. Controle de Fixação, Metal de Enchimento e Folga

O projeto adequado da fixação é importante tanto para o posicionamento quanto para o controle térmico.

Fixações de grafite ou aço inoxidável podem ser selecionadas de acordo com os requisitos de alta temperatura e condutividade térmica. Blocos de armazenamento de calor de grafite podem ajudar a compensar áreas onde placas espessas aquecem mais lentamente.

O aperto elástico pode manter uma pressão de aproximadamente 0,05–0,2 MPa. Pressão excessiva pode restringir o fluxo do metal de enchimento, enquanto pressão insuficiente pode criar folgas excessivas.

Para metal de enchimento, chapas revestidas em ambos os lados, como 4004/3003/4004, podem ser usadas com uma taxa de revestimento de 8–15%. Áreas locais podem ser suplementadas com folha de brasagem de 0,1–0,2 mm.

A folga de montagem geralmente deve ser controlada em 0,05–0,15 mm. A planicidade da placa também deve ser verificada, com o requisito de exemplo de ≤0,03 mm/100 mmCom mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.

A limpeza adequada é igualmente importante. Componentes de alumínio podem ser tratados com NaOH seguido por HNO₃, depois lavados e secos antes da montagem.

4. Uniformidade da Temperatura do Forno

Um forno de brasagem a vácuo estável é essencial para trocadores de calor de placas e aletas grandes.Pesquisas de Uniformidade de Temperatura (TUS), onde aplicável sob normas de forno e especificações do cliente, podem ser usadas para verificar o desempenho do forno. Para o processo discutido aqui, a zona de aquecimento efetiva deve ser controlada dentro de ±3°C

.Pelo menos Com mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.

podem ser colocados em locais críticos, incluindo o centro da placa espessa, área da aleta e superfícies superior e inferior.Produtos grandes devem ser posicionados na área de aquecimento mais uniforme, com espaçamento suficiente entre as peças de trabalho para reduzir a radiação de calor desigual.A SUNHOPE fornece fornos de brasagem a vácuo e equipamentos de brasagem de alumínio para fabricação de radiadores e trocadores de calor, com opções para controle de aquecimento, proteção a vácuo, resfriamento e integração em linha de produção.

5. Simulação Térmica e Inspeção de Qualidade

A simulação térmica pode ajudar a identificar diferenças de temperatura antes da produção. Por exemplo, quando o centro da placa espessa está 35°C atrás da temperatura da aleta, estender o estágio de permanência de 450°C para

60 minutos

pode reduzir a diferença de temperatura para dentro de 15°C.Após a brasagem, a qualidade pode ser avaliada através de:Teste de vazamento e pressão: Inspeção de 100% para vazamento.Com mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.

Meta de taxa de brasagem de

• ≥95% e profundidade de erosão
• ≤25% da espessura da aleta.CT Industrial: Inspeção não destrutiva de ligação interna e deformação de aletas para produtos de alto valor.Esses resultados podem ser usados para otimizar perfis de forno, fixações, posicionamento do metal de enchimento e tolerâncias de montagem.Com mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.
• Um resfriador de óleo de placa espessa com placas de partição de 1,5 mm

originalmente tinha uma taxa de qualificação de apenas

78%

. Vazamentos ocorreram principalmente nos quatro cantos e juntas centrais das placas espessas, com erosão nas bordas das aletas também observada.O processo original usou aquecimento rápido para 590°C, enquanto a temperatura da placa espessa atrasava aproximadamente 28°C

.O processo foi melhorado por:Adição de estágios de permanência de 450°C × 40 minCom mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.

540°C × 25 min

1. ±5°CRedução da taxa de aquecimento para 4°C/min.Ajuste da temperatura de brasagem para
2. 598°C e permanência por Com mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.
3. .Adição de blocos de armazenamento de calor de grafite e pontos de pressão elástica.Aumento da taxa de metal de enchimento revestido de 10% para 13%Com mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.
4. Adição de folha de brasagem de
5. 0,1 mm sob as barras de fechamento.Com mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.
6. ±5°C, a taxa média de brasagem atingiu 97%

, e a taxa de qualificação aumentou para 96%.7. Construindo um Processo Estável de Brasagem a VácuoQualidade de brasagem consistente requer controle coordenado de perfis de aquecimento, monitoramento de temperatura, projeto de fixação, metal de enchimento, folgas de montagem, uniformidade do forno, resfriamento e inspeção pós-brasagem.Com controle de processo sistemático, a taxa de qualificação de brasagem a vácuo de trocadores de calor de placas e aletas grandes e espessas pode ser melhorada de abaixo de Com mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.

, ao mesmo tempo em que suporta produção repetível e rastreável.

FAQ

Qual é o principal desafio na brasagem a vácuo de trocadores de calor de placas e aletas grandes?O principal desafio são as diferentes taxas de aquecimento de placas espessas e aletas finas, que podem criar desequilíbrio de temperatura durante a brasagem.Qual temperatura é usada para brasagem a vácuo de alumínio?

Para o exemplo de metal de enchimento de brasagem Al-Si discutido aqui, a temperatura de brasagem pode ser aproximadamente

595–605°C

.

Como a qualidade da brasagem a vácuo pode ser melhorada?

Fatores chave incluem aquecimento em estágios, monitoramento preciso da temperatura, otimização de fixação, controle de metal de enchimento, controle de folga de montagem, uniformidade do forno, resfriamento controlado e teste de vazamento.Soluções de Fabricação de Trocadores de Calor da SUNHOPECom mais de 15 anos de experiência na indústria, a SUNHOPE fornece equipamentos, componentes e suporte técnico para fabricação de radiadores e trocadores de calor.

Nossas soluções incluem fornos de brasagem a vácuo, equipamentos de brasagem de alumínio, máquinas de montagem de núcleo, máquinas de conformação de aletas e equipamentos de teste de vazamento para fabricantes que desenvolvem ou atualizam a produção de trocadores de calor.