Ανάλυση της κατάρρευσης συγκόλλησης σε εναλλάκτες θερμότητας πλάκας-πτερυγίου αλουμινίου

Η κατάρρευση των ανταλλακτών θερμότητας πλακών αλουμινίου (ένα κρίσιμο ζήτημα στηνελαττώματα συγκόλλησης αλουμινίουΣυνήθως βρίσκονται σε ενδιάμεσους ψυκτικούς μηχανισμούς αυτοκινήτων, ψυκτικούς μηχανισμούς πετρελαίου και εναλλάκτες θερμότητας αεροδιαστημικού τύπου) κατά τη διάρκειασιδερένια ένωση υπό κενόείναι ένας από τους πιο δύσκολους τρόπους αποτυχίας στηνανάλυση βλάβης του εναλλάκτη θερμότηταςΓενικά σημαίνει ότι, στη θερμοκρασία συγκόλλησης, η δομική αντοχή είναι ανεπαρκής για να αντέξει το ίδιο το βάρος του κατασκευαστικού στοιχείου ή την πίεση του μηχανισμού.που οδηγεί σε μπλοκάρισμα των διαδρόμων ή απώλεια ερμητικότητας. Μια συστηματικήανάλυση κατάρρευσης συγκόλλησηςΤο πρόβλημα παρουσιάζεται παρακάτω.

1Μηχανισμός κατάρρευσης και κίνδυνοι

Κατά τη διάρκεια του σταδίου στάθμευσης της συγκόλλησης υπό κενό (περίπου 595-620 °C), το βασικό μέταλλο (κυρίως κράμα αλουμινίου 3003) μαλακώνει, ενώ το μέταλλο γέμισμα συγκόλλησης (π.χ.4004 κράμα αλουμινίου) λιώνει σε υγρόΑν η πόρπη των πτερύγων ή η αντοχή του πυρήνα είναι ανεπαρκής, η κατάρρευση λαμβάνει χώρα υπό βαρύτητα ή πίεση των συσκευών.Πολλαπλά στρώματα φύλλων διαχωρισμού κολλούν μεταξύ τους, και το προϊόν απορρίπτεται άμεσααλουμινένιο ζεματιστήρααποτυχίες.

2Ανάλυση αιτίας κατάρρευσης

Η κατάρρευση σπάνια οφείλεται σε έναν μόνο παράγοντα, αλλά είναι αποτέλεσμα της συνδυασμένης επίδρασης τεσσάρων παραγόντων: θερμοκρασία, υλικό, δομή και εργαλεία.βελτιστοποίηση της διαδικασίας συγκόλλησηςαπαιτεί την αντιμετώπιση και των τεσσάρων.

2.1 Ακατάλληλες παράμετροι της διαδικασίας συγκόλλησης

ΕπενδύσειςΥψηλή θερμοκρασία συγκόλλησης
Όταν η θερμοκρασία υπερβαίνει σημαντικά τηνΕυτεκτικό σημείο Αλ-Σι, η αύξηση των κόκκων συμβαίνει στο βασικό μέταλλο, προκαλώντας μια δραστική μείωση τηςαντοχή σε υψηλές θερμοκρασίεςπου δεν αντέχει πια το φορτίο.

(2)Υπερβολικά μεγάλος χρόνος αναμονής
Η παρατεταμένη παρουσία του υγρού μετάλλου γεμίσματος εντείνει την διάβρωση του βασικού μετάλλου πυρήνα, αποδυναμώνοντας την αντοχή του πτερυγίου.θερμικός κύκλος συγκόλλησηςΕλέγχου.

(3)Υπερβολικά αργός ρυθμός θέρμανσης
Η παραμονή πολύς χρόνου στη ζώνη υψηλών θερμοκρασιών προκαλεί πρόωρη πτητικότητα του αντισταθμιστικού (η ζύμωση υπό κενό βασίζεται στον ατμό μαγνησίου) και παράλληλα οδηγεί σε υπερβολικό μαλακτισμό,συμβιβαστικήακεραιότητα των αρθρώσεων συγκόλλησης.

2.2 Συνδυαστικότητα υλικών και αντοχή πυρήνα

ΕπενδύσειςΕπανακρυσταλλικό μαλακτισμό του πυρήνα
Στην θερμοκρασία συγκόλλησης, το κράμα αλουμινίου 3003 υποβάλλεται σε επανακρυσταλλικότητα και η αντοχή του πέφτει από > 100 MPa (πριν από την αναψύξη) σε περίπου 10 ̇ 20 MPa.Εάν το υλικό έχει δομή χονδρών κόκκων, η χαλάρωση είναι ακόμη πιο γρήγορηφύλλο συγκόλλησης από αλουμίνιοεπιλογή.

(2)Λάθος επιλογή πτερύγων
Η αντοχή του υλικού πτερυγίου στην κατάρρευση σε υψηλές θερμοκρασίες είναι ανεπαρκής.σχεδιασμός πτερυγίων συγκόλλησηςΑν χρησιμοποιηθεί κατά λάθος μια καθαρή σειρά αλουμινίου (π.χ. 1100), η πιθανότητα κατάρρευσης είναι μεγάλη.Διαφορετικές γεωμετρίες πτερύγων προσφέρουν διαφορετική αντοχή κατά την κατάρρευση, ένας σημαντικός παράγοντας στηνΣυγκρότημα πυρήνα εναλλάκτη θερμότητας.

(3)Η διάβρωση του μεταλλικού στρώματος γεμίσματος συγκόλλησης
Το στρώμα επένδυσης σε σύνθετα πτερύγια ή σύνθετες πλάκες μπορεί να είναι πολύ παχύ ή η σοβαρή διάβρωση μπορεί να διεισδύσει στο επένδυμα και να επιτεθεί στον πυρήνα, με αποτέλεσμα:διάβρωση μετάλλων από σίδηροελαττώματα.

2.3 Ανεπάρκειες στοιχείων και ποιότητα συναρμολόγησης

ΕπενδύσειςΥπερβολικά σφιχτή συναρμολόγηση πυρήνα
Ένα υπερβολικά μικρό κενό συναρμολόγησης μεταξύ των πτερυγίων και των φύλλων διαχωρισμού προκαλεί συμπίεση των άκρων των πτερυγίων και κλείδωμα κατά τη θερμική επέκταση.

(2)Υπερβολικά χαλαρή συναρμολόγηση πυρήνα
Ένα υπερβολικά μεγάλο κενό εμποδίζει τα πτερύγια να περιορίζονται αποτελεσματικά στην καυτή κατάσταση, προκαλώντας την πτώση τους.

(3)Ανοχή ύψους πλευρικής ράβδου
Όταν το ύψος της πλευρικής ράβδου είναι χαμηλότερο από το ύψος πτερύγιας, ολόκληρη ηπίεση του ελαστικούΥποστηρίζεται από τα πτερύγια και τα συνθλίβει απευθείας.

2.4 Διαρθρωτικός σχεδιασμός και στερέωση

• Υπερβολικά μεγάλη αναλογία όψεων: Τα πτερύγια που είναι πολύ ψηλά ή πολύ λεπτά (μεγάλη αναλογία ύψους προς πάχους) οδηγούν σε αστάθεια, όπως υπολογίζεται για λεπτές στήλες συμπίεσης.

• Υπερβολική δύναμη συμπίεσης: Η υπερβολική πίεση που εφαρμόζεται για τη σωστή στρέβλωση δεν μπορεί να διατηρηθεί από τα πτερύγια σε αυξημένη θερμοκρασία.

• Ανεπαρκής στήριξη: Η έλλειψη βοηθητικής στήριξης στη μέση ενός μεγάλου πυρήνα οδηγεί σε κεντρική κατάρρευση κάτω από τη βαρύτηταΣχεδιασμός συσκευών συγκόλλησης.

3. Μέθοδοι επίλυσης προβλημάτων και επίλυσης

Συνιστάται η διεξαγωγήΕπεξεργασία ελαττωμάτων συγκόλλησηςμε την ακόλουθη σειρά:

1. Ελέγξτε την καμπύλη της διαδικασίας
   Ελέγξτε αν η πραγματική θερμοκρασία του φούρνου αποκλίνει από τις προδιαγραφές και αν οι θέσεις των θερμοσύνδεσμων είναι σωστές.από 605 °C σε 600 °C) ή να μειώσει τον χρόνο διατήρησηςΈλεγχος της διαδικασίας συγκόλλησης υπό κενό.

2. Επιβεβαιώστε την παρτίδα υλικού
   Ελέγξτε αν το υλικό πτερύγων είναι ανθεκτικό στην κατάρρευση (π.χ.3003 + 1% ZnΔείγματα μπορούν να ληφθούν γιαΔυνατότητα συμπίεσης σε υψηλές θερμοκρασίεςδοκιμές.

3. Αξιολογήστε το κενό συναρμολόγησης
   Η ιδανική κατάσταση είναι ένα κενό συναρμολόγησης περίπου 0,03 mm,διασφάλιση ότι η πίεση του στερεοπτέρου ασκείται κυρίως στις πλευρικές ράβδους και όχι στα πτερύγιαΣυσκευές για την επεξεργασία υδραυλικών υλώναποτελέσματα.

4. Ελέγξτε το επίπεδο κενού
   Ένα επίπεδο κενού που είναι ανεπαρκές (δηλαδή πίεση μεγαλύτερη από 10-2 Pa) επιτρέπει στα οξείδια να εμποδίζουν την ομοιόμορφη μεταφορά θερμότητας, με αποτέλεσμα την τοπική υπερθέρμανση, διάβρωση,και κατάρρευση μιας κρίσιμης παράμετροςΕλεγχόμενη ατμόσφαιρα.