Analyse van de oorzaken en tegenmaatregelen voor onvoldoende sterkte in het buitenste kanaal van radiatoren met buisband

Onvoldoende sterkte van de warmtewisselaarbuizen of zijplaten in het buitenste kanaal van een buis-bandradiator kan leiden tot vervorming of scheuren onder montagedruk, trillingen of onbedoelde impact, wat uiteindelijk kan leiden tot koelvloeistoflekkage. Dit is een zeer veelvoorkomend probleem in de praktijk van de techniek. Dus, hoe kan dit fundamenteel worden opgelost?

1. Gebrek aan ondersteuning: De binnenste warmtewisselaarbuizen worden wederzijds ondersteund door koelribben, waardoor een stabiele geïntegreerde structuur ontstaat. In tegenstelling hiermee is één kant van het buitenste kanaal open, ondersteund door slechts één laag contactpunten.

2. Spanningsconcentratie: Tijdens de montage concentreert de klemkracht van het frame of de pakking, samen met de trillingsspanning tijdens het gebruik, zich op deze buitenste steunpunten.

3. Zwakke punten in de fabricage: Tijdens het solderen of lassen ondervindt het buitenste kanaal de grootste thermische krimp. Het verbindingsgebied met de kop kan te snel afkoelen, wat leidt tot onvolledig solderen of koude soldeerverbindingen, waardoor de zwakste schakel ontstaat qua sterkte.

1. De dikte en breedte van de zijplaat vergroten

Maatregel: Vervang de buitenste warmtewisselaarbuis door een speciale "zijplaat" die dikker en breder is. Zijplaten zijn doorgaans gemaakt van hetzelfde materiaal als de buizen (bijv. messing, aluminium), maar zijn 1,5 tot 2 keer dikker of meer, waarbij de breedte ook mogelijk wordt vergroot.

Voordeel: Vergroot direct de buigweerstand, waardoor het de belangrijkste methode is om de stijfheid en sterkte te verbeteren.

Toepassing: Dit is momenteel de meest standaard en wijdverspreide praktijk in de reguliere radiateurfabricage.

2. Extra externe verstevigingsribben toevoegen

Maatregel: Voeg een laag speciale "steunribben" of "verstevigingsribben" toe tussen het buitenste kanaal en de zijplaat. Deze ribben hebben hogere kammen, dikker materiaal of zijn ontworpen met specifieke verstevigingsribstructuren.

Voordeel: Biedt elastische externe ondersteuning voor het buitenste kanaal, verdeelt effectief de druk en onderdrukt uitpuiling naar buiten en trillingen. Biedt een aanzienlijk effect met een beperkte kostenverhoging.

3. De verbinding tussen de kop en de zijplaat optimaliseren

Overlapgebied vergroten: Ontwerp het overlapgebied tussen de zijplaat en de kop groter dan dat voor standaard buizen.

Gebruik versterkte lasnaden: Zorg ervoor dat de las- of soldeerfilet aan de zijplaat vol en continu is tijdens het lassen/solderen, waardoor een effectieve "verstevigingsrib"-functie ontstaat.

4. Het ontwerp van de zijplaat wijzigen

Maatregel: Ontwerp de zijplaat van de radiateur met een "omgezoomde" of "geflensde" structuur die gedeeltelijk om het buitenste kanaal heen loopt en zijdelingse ondersteuning biedt.

Voordeel: Biedt sterke mechanische beperking, waardoor wordt voorkomen dat het buitenste kanaal overmatig naar binnen wordt gedrukt of buigt tijdens de montage.

1. Materialen met een hogere sterkte gebruiken

Maatregel: Gebruik legeringsmaterialen met een hogere sterkte voor de zijplaat van het buitenste kanaal. Gebruik bijvoorbeeld in aluminium radiatoren, terwijl 3003 aluminiumlegering wordt gebruikt voor standaard buizen, iets sterkere legeringen zoals 3005 of 3105 voor de zijplaat.

Voordeel: Verbetert de sterkte bij de bron van het materiaal.

Nadeel: Kan leiden tot kostenverhogingen en aanpassingen van las-/soldeerprocessen vereisen.

2. De kwaliteit van het lassen/solderen waarborgen

Schoonheid: Zorg voor absolute reinheid in de montagegebieden van de zijplaat en de kop, vrij van oliebesmetting en oxidelagen.

Toepassing van soldeermateriaal: Zorg ervoor dat een voldoende en uniforme laag soldeermateriaal wordt aangebracht in het zijplaatgebied.

Temperatuurprofiel van de oven: Optimaliseer de temperatuurcurve van de soldeeroven om ervoor te zorgen dat het zijplaatgebied (doorgaans het koelste deel van de radiateur) ook de perfecte soldeertemperatuur bereikt, waardoor een hoogwaardige soldeerverbinding ontstaat.

3. Het buitenste kanaal ontwerpen als een procesondersteuningskanaal

Ontwerp de buitenste platte buis als een afgesloten procesondersteuningskanaal door deze dicht te lassen. Dit is de meest directe en effectieve methode, maar moet ook voldoen aan de thermische prestatie-eisen van de radiateur.

In de praktijk is nauwe communicatie met de radiateurfabrikant essentieel. Voer Finite Element Analysis (FEA) uit om de spanningsverdeling te simuleren en valideer de effectiviteit van verstevigingsmaatregelen door middel van trillingstests en drukpuls tests. Deze geïntegreerde aanpak helpt bij het identificeren van de meest economische en betrouwbare oplossing.