铝合金板式换热器真空钎焊泄漏原因分析(1)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)东北轻合金有限责任公司 作者:孙荣滨

        铝合金板式换热器(以下简称换热器)属压力容 器,在其应用过程中必须满足相应的承压要求。由于其结构特点,其焊接过程只有通过真空钎焊方式才能实现。

        真空钎焊是在真空状态下,对结构件进行加热 和保温,使钎料在适宜的温度和时间范围内熔化,在 毛细力作用下与固态金属充分浸润、溶解、扩散、焊 合,从而达到焊接目的的一种先进焊接方法。真空钎焊的突出优点是可连接不同的金属、实现复杂结 构的同时焊接,焊接后的焊接头光洁致密、变形小且具有优良的力学性能和抗腐蚀性能。然而,真空钎 焊对换热器的结构设计、装配质量,铝合金复合板(以下简称复合板)的化学成分、钎料层厚度,钎焊工艺制度、工作环境等的要求甚为严格,否则,极易出现翅片弯曲倒伏、钎缝不连续、虚焊、熔蚀、直至泄漏等质量缺陷。其中,泄漏属重大质量缺陷。

                 

1.2 生产工艺流程

    (1)备料:对复合板、翅片、封条等进行定型、定 尺加工。

    (2)表面处理工艺流程:碱洗→水洗→酸洗→水 洗→热水洗→烘干。

    (3)组装:将复合板、侧板、翅片、封条等进行机 械组合成型。

    (4)真空钎焊:对真空钎焊炉抽真空后进行三个阶段的加热、保温,其工艺曲线如图2所示。即:第一阶段(a)预热定温、保温;第二阶段(b)蓄能定温、保温和第三阶段(c)钎焊定温、保温;停电。待炉温降至规定温度出炉。

                 

    (5)整形:对换热器真空钎焊后的变形,采用机 械法进行矫正。

    (6)导流板焊接:采用氩弧焊方式焊接换热器的 导流板,即换热器两端大封条位置。

    (7)压力检验:采用吹入空气方式检验换热器承 压能力,即泄漏检验。

    (8)喷涂:对换热器进行清洗、烘干、喷涂、烘干, 改善外观质量。

    (9)包装交货。

2、泄漏原因分析

 2.1、换热器的装配

    (1)结构件的表面预处理

        换热器的所有结构件在组装前均须经过表面处 理即酸碱洗,以除去表层污垢、油渍、氧化膜等。污 垢会阻碍构件间的有效接触;油渍在真空高温时将 会分解气化,降低真空钎焊炉内真空度;由于铝合金 表层氧化膜致密,其熔化温度远比基体材料的要高, 特别是复合板钎料层的氧化膜在钎焊时钎料层熔化 不充分,造成不能与被焊金属完全熔合,从而影响钎 焊质量。为此,必须严格控制原材料的表面预处理, 包括必要的机械清理,同时缩短钎焊前的装配时间。

    (2)结构件尺寸公差

        复合板、大翅片、小翅片、大封条、小封条在进行定型、定尺加工后的尺寸偏差配合必须得到有效保 证。翅片应控制在正偏差范围,封条则应控制在负 偏差范围。否则无法保证装配后复合板在与封条紧 密配合后,再与翅片间有适宜的接触面积即钎缝间 隙,易造成虚焊、钎缝不连续或未焊合现象。

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