Analyse des Lötkollapses in Aluminium-Plattenwärmetauschern

Ein Zusammenbruch von Aluminiumplatten-Flinten-Wärmetauschern (ein kritisches Problem in derAluminium-LötungsfehlerDies gilt insbesondere für die Anlage, bei der die Wärme aus den Wärmeabwechseln in derVakuumbrennverfahrenist einer der schwerwiegendsten Ausfallmodi inAnalyse des Ausfalls des WärmetauschersEs bedeutet im allgemeinen, daß bei der Lötemperatur die Strukturfestigkeit nicht ausreicht, um das Gewicht des Bauteils oder den Druck der Befestigung zu tragen.die zu verstopften Durchgängen oder zum Verlust der Hermetik führen. ein systematischesBrennungsanalyseDie Ergebnisse der Studie werden im Folgenden dargestellt.

1. Kollapsmechanismus und Gefahren

Während der Haltephase des Vakuumbrennens (ca. 595°C) erweicht das Grundmetall (hauptsächlich Aluminiumlegierung 3003), während das Brennfüllmetall (z. B.4004 Aluminiumlegierung) in eine Flüssigkeit schmilzt- Wenn die Flossenschnalle oder die Tragfähigkeit des Kerns unzureichend ist, tritt ein Zusammenbruch unter Schwerkraft oder Druck auf die Anlage auf.mehrere Schichten von Trennblättern zusammenkleben, und das Produkt direkt verschrottet wirdAluminium-Wärmetauscher-LautErfolglosigkeit.

2. Ursachenanalyse des Zusammenbruchs

Ein Zusammenbruch wird selten durch einen einzigen Faktor verursacht, sondern durch die Kombination von vier Faktoren: Temperatur, Material, Struktur und Werkzeuge.Optimierung des Lötprozesseserfordert, alle vier zu adressieren.

2.1 Unzulässige Parameter des Brazvorgangs

(1)Übermäßig hohe Löttemperatur
Wenn die Temperatur dieAl-Si-Eutektischen Punkt, tritt im Grundmetall ein Kornwachstum auf, was zu einem drastischen Rückgang derHochtemperaturfestigkeitDas kann die Last nicht mehr tragen.

(2)Übermäßig lange Aufbewahrungszeit
Eine längere Präsenz des flüssigen Füllmetalls verstärkt die Erosion des Kernmetalls und schwächt die Flossenfestigkeit.Zyklus des BrennensKontrolle.

(3)Übermäßig langsame Heizgeschwindigkeit
Eine zu lange Verweildauer in der Hochtemperaturzone führt zu einer vorzeitigen Verdunstung des Gettermittels (Vakuumbrennen setzt auf Magnesiumdampf) und führt gleichzeitig zu einer übermäßigen Erweichung,KompromizierendIntegrität der Lötgemeinschaften.

2.2 Materialkompatibilität und Kernfestigkeit

(1)Wiederkristallisation: Erweichung des Kerns
Bei der Löstemperatur wird die Aluminiumlegierung 3003 rekrystallisiert, und ihre Festigkeit sinkt von > 100 MPa (vor dem Glühen) auf etwa 1020 MPa.Wenn das Material eine grobe Körnerstruktur hat, ist die Erweichung noch schnellerAluminium-LautblechAuswahl.

(2)Fehlende Flossenwahl
Die hochtemperaturfähige Zusammenbruchfestigkeit des Flossenmaterials ist unzureichend.Konstruktion der Schmelzflossen.Wenn eine reine Aluminiumreihe (z.B. 1100) fälschlicherweise verwendet wird, wird ein Zusammenbruch sehr wahrscheinlich.Unterschiedliche Flossengeometrien bieten unterschiedliche Einsturzfestigkeit gezackte oder versetzte Flossen weisen die schlechteste Einsturzfestigkeit auf, ein wichtiger Faktor beiKernbaugruppe des Wärmetauschers.

(3)Erosion der Metallschicht für das Brazen
Die Verkleidungsschicht auf Verbundflossen oder Verbundplatten kann zu dick sein, oder eine starke Erosion kann die Verkleidung durchdringen und den Kern angreifen, was zuErosion der Metallfüllstoffe bei der LötungFehler.

2.3 Komponentenverzögerungen und Montagequalität

(1)Übermäßig enge Kernkonstruktion
Eine zu geringe Montagelücke zwischen den Flossen und den Trennblättern führt dazu, dass sich die Flossenenden während der thermischen Ausdehnung komprimieren und schnüren.

(2)Übermäßig lose Kernkonstruktion
Eine zu große Lücke verhindert, dass die Flossen im heißen Zustand effektiv eingeschränkt werden, wodurch sie umfallen.

(3)Toleranz für die Seitenbalkenhöhe
Wenn die Seitenbalkenhöhe niedriger ist als die Flossenhöhe, wird die gesamteDruck der Einrichtungwird von den Flossen getragen und sie direkt zermalmt.

2.4 Konstruktionsplanung und Befestigung

• Übermäßig großes Seitenverhältnis: Zu hohe oder zu dünne Flossen (großes Verhältnis der Höhe zur Dicke) führen zu Instabilität, wie für schlanke Kompressionsstützen berechnet.

• Übermäßige Klemmkraft: Bei erhöhter Temperatur können die Flossen keinen übermäßigen Druck ausüben, der zur Korrektur der Verzerrung erforderlich ist.

• Unzureichende Unterstützung: Mangelnde Hilfsstütze in der Mitte eines großen Kerns führt zum Zentralkollaps unter SchwerkraftKonstruktion der Lötvorrichtung.

3. Problemlösungs- und Lösungsansätze

Es wird empfohlen,Fehlerbehebung von Schweißfehlernin folgender Reihenfolge:

1. Überprüfen Sie die Prozesskurve
   Überprüfen Sie, ob die tatsächliche Ofentemperatur von der Spezifikation abweicht und ob die Thermoelementpositionen korrekt sind.Die Erhöhung der Temperaturen (von 605 °C auf 600 °C) oder die Verkürzung der AufbewahrungszeitSteuerung des Vakuumschweißprozesses.

2. Bestätigen Sie die Materialsorte
   Überprüfen Sie, ob das Flossenmaterial ein kollabierungsbeständiges Material ist (z. B.3003 + 1% ZnDie Proben können fürDruckfestigkeit bei hohen TemperaturenTests.

3. Bewertung der Montagelücke
   Vor der Montage ist die Flossenhöhe und die Seitenbalkenhöhe zu messen.Sicherstellung, dass der Druck auf die Befestigungsvorrichtungen vorwiegend auf die Seitenstangen und nicht auf die Flossen ausgeübt wirdAluminiumspannungErgebnisse.

4. Überprüfen Sie den Vakuumgrad
   Ein unzureichendes Vakuumniveau (d. h. Druck von mehr als 10-2 Pa) ermöglicht es Oxidfilmen, die gleichmäßige Wärmeübertragung zu behindern, was zu lokaler Überhitzung, Erosion,und ein kritischer Parameter inBrennerei in kontrollierter Atmosphäre.