Einleitung

Bei Aluminiumplattenflossen-Wärmetauschern, insbesondere bei Vakuum-Lötkonstruktionen, treten häufig Leckageprobleme um Lötgewölbe auf.

Obwohl diese Bereiche nur einen kleinen Teil des Wärmetauscherkerns einnehmen, sind sie durch die Vielzahl der Lötnähte, die Materialänderungen und die Spannungskonzentration zu kritischen Punkten, die die Zuverlässigkeit des Produkts beeinflussen.

Wenn die Hersteller die Ursachen von Leckagen an diesen Stellen verstehen, können sie die Konstruktion der Wärmetauscher, das Brazen und die Qualitätskontrolle verbessern.

1. Allgemeine Durchlässigkeitsbereiche bei der Verbrennung

In einem Plattenflossen-Wärmetauscherkern bilden sich Schweißverbindungen hauptsächlich zwischen:

• mit einer Breite von nicht mehr als 15 mm
• Seitenbalken
• Wärmeübertragungsflossen

Zu den empfindlichsten Bereichen gehören:

Seitenleiste, Platte und Flossen-Ecke

An der Ecke jedes Kanals befinden sich Seitenstangen, die mit Platten und Flossen verbunden sind.

Da sich mehrere Lötverbindungen in einem begrenzten Bereich treffen, kann in dieser Region Folgendes auftreten:

• Ungleichmäßige Verteilung der Füllmetalle
• Nicht vollständiges Brauen
• Lokale Belastungskonzentration

Daher wird es zu einem der häufigsten Leckageorte.

Anschlussbereich der Verteilerflosse und der Seitenstange

Verteilerflossen haben im Vergleich zu normalen Flossen oft andere Strukturen und Richtungen.

Im Anschlussbereich:

• Brazingspfade werden komplizierter
• Die Geometrie ändert sich plötzlich.
• Zunahme der inneren Belastung

Diese Bedingungen können das Risiko von Schweißfehlern erhöhen.

Überlappende Seitenbalken in mehrschichtigen Kernen

Bei mehrschichtigen Plattenflossenwärmetauschern sind die Seitenbalken in der Regel senkrecht ausgerichtet.

Bei Vakuumschweiß und Kühlung:

• Verschiedene Komponenten erweitern und schrumpfen unterschiedlich
• Die innere Belastung häuft sich zwischen den Schichten an.

Dies kann zu Schwachstellen führen, in denen während des Betriebs Müdigkeitskrecken entstehen können.

2. Hauptursachen von Lösemissionen

Brennungsfehler

In Kreuzungsbereichen ist der Metallfluss des Lötfillers schwieriger zu steuern.

Zu den häufigsten Problemen gehören:

• Überschüssiges Füllmetall verursacht Aluminiumerosion
• Unzureichendes Füllmetall, das zu unvollständiger Bindung führt
• Gas, das im Inneren eingeschlossen ist und Poren oder Hohlräume bildet

Diese Defekte können zu ersten Leckkanälen werden.

Reststress und Müdigkeit

Während der Lötkühlung schrumpfen verschiedene Materialien und Strukturen unterschiedlich schnell.

Der Kreuzungsbereich hat häufig eine höhere Restbelastung.

Bei Dauerbetrieb werden Faktoren wie:

• Druckschwankungen
• Temperaturzyklus

kann allmählich zu Müdigkeit Risse und Leckagen verursachen.

Korrosionsgefahr

Kleine Lücken oder unvollständige Lötflächen können korrosive Medien sammeln.

Im Laufe der Zeit kann dies zu folgenden Folgen führen:

• Spaltkorrosion
• Spannungskorrosionscracking

die bestehenden Defekte zu vergrößern.

3. Faktoren, die sich auf die Leckleistung auswirken

Strukturentwurf

Ein gutes Design eines Plattenflossenwärmetauschers sollte

• Vermeiden Sie, dass sich übermäßige Schweißverbindungen an einem Punkt treffen
• Verringern Sie scharfe Ecken
• Verbesserung der Belastungsverteilung

Durch die Verwendung von abgestuften Gelenkstrukturen kann die Stresskonzentration wirksam reduziert werden.

Verfahren zur Vakuumbremse

Die Qualität des Brausens beeinflusst direkt die Leckfestigkeit.

Zu den wichtigen Faktoren gehören:

• Genaue Menge an Füllmetall
• Einheitliche Heiztemperatur
• Richtige Steuerung der Leuchten

Bei Aluminiumwärmetauschern, die Aluminiumlegierung 3003 und Lötlegierung 4004 verwenden, sind auch Materialkompatibilität und Unterschiede bei der thermischen Ausdehnung zu berücksichtigen.

Betriebsbedingungen

Auch die tatsächliche Arbeitsumgebung beeinflusst die Lebensdauer.

Zu den wichtigen Faktoren gehören:

• Druckänderungen
• Temperaturschocks
• Arbeitsumgebung

Sie bestimmen, ob kleine Defekte zu Leckproblemen werden.

4. Leckage-Erkennungsverfahren

Da die Leckagewege bei Schweißschmelzschlägen in der Regel sehr klein sind, sind professionelle Prüfverfahren erforderlich.

Zu den üblichen Methoden gehören:

Heliumleckageprüfung

Bietet eine hohe Empfindlichkeit und kann Mikro-Leckage-Bereiche lokalisieren.

Blasenprüfung

Geeignet zur Erkennung offensichtlicher äußerer Leckagen.

Industrielle CT und metallographische Analyse

Wird zur Analyse verwendet:

• Innere Hohlräume
• Schmelzfehler
• Entwicklung von Crack

Diese Methoden helfen, die eigentlichen Fehlerursachen zu erkennen.

5. Wie man Leckagen beim Brauen verhindert

Um die Zuverlässigkeit von Aluminiumplatten-Flossenwärmetauschern zu verbessern, sollten sich die Hersteller auf Folgendes konzentrieren:

Optimiertes Kerndesign

• Verringern Sie unnötige Schweißschnittstellen
• Verbesserung der Gelenkstruktur
• Vermeiden Sie Schweißwärme, die auf geschweißte Bereiche wirkt

Verbesserte Brazing-Kontrolle

• Kontrolle der Füllmetallverteilung
• Gleichmäßige Temperatur
• Übermäßige thermische Belastungen reduzieren

Strenge Qualitätskontrolle

Vor der Lieferung sollten kritische Produkte:

• Leckageprüfung
• Druckprüfung
• Temperaturzyklusprüfung

Schlussfolgerung

Die Überschneidungsflächen der Lötgelenke sind einer der wichtigsten Faktoren, die die Leckageeffizienz von Aluminiumplattenflügelwärmetauschern beeinflussen.

Aufgrund der Kombination von Geometrieveränderungen, Lötfehlern, Restbelastungen und Betriebsbelastungen erfordern diese Bereiche eine sorgfältige Kontrolle während der Konstruktion und Herstellung.

Mit professioneller Erfahrung in der Herstellung von Wärmetauschern bietet SUNHOPE Lösungen für Plattenflossen-Wärmetauscher und zugehörige Fertigungsausrüstung, um Kunden bei der Verbesserung der Produktqualität zu unterstützen,Produktionsstabilität, und langfristige Zuverlässigkeit.