Bij de productie van aluminiumplaatvinnenwarmtewisselaars worden lekkageproblemen niet altijd veroorzaakt door legeringsapparatuur of materiaalkwaliteit.accuraatheid van de montage, en de beheersing van het lassen.

Onder deze factoren speelt het ontwerp van de zijbalk een belangrijke rol bij de sterkte, drukweerstand en langdurige betrouwbaarheid van het legeringsgewricht.

De breedte van de zijbalk van het legeringsapparaat verwijst naar het horizontale contactgebied tussen de zijbalk en de scheidsplaat (geklede aluminiumplaat), waar het aluminium legeringsverbinding wordt gevormd.

Het kiezen van de juiste zijbalkbreedte vereist een evenwicht tussen:

• Betrouwbaarheid van het legeren
• Werkdrukvereisten
• Warmteoverdracht
• Gewicht van het product
• Stabiliteit van de productie

Momenteel worden twee belangrijke aluminiumlegeringstechnologieën op grote schaal gebruikt bij de productie van plaatvinnenwarmtewisselaars:

• Vacuümbrazing van aluminium (fluxvrij brazen)
• NOCOLOK Gecontroleerd atmosfeer branden

Hoewel beide processen betrouwbare aluminiumverbindingen kunnen produceren, verschillen hun vereisten voor het ontwerp van de zijbalk en de metaalstroom van de vulstof enigszins.

Aanbevolen zijbalkbreedte voor verschillende toepassingen

1. Standaardtoepassingen (ontwerpdruk ≤ 3,0 MPa)

Voor gemeenschappelijke toepassingen zoals:

• Olieverkoelers
• Koelsystemen voor batterijen
• Standaard warmtewisselaars voor vloeibare koeling

De aanbevolen breedte van de zijbalk is:

3.0·3,5 mm

Aanbevolen waarden:

• met een gewicht van niet meer dan 10 kg3.0 mm
• NOCOLOK brazing:3.2·3,5 mm

Dit bereik zorgt voor een goede balans tussen afdichting, structurele sterkte en lichtgewicht.

Voor veel massaproductie plaatvinnenwarmtewisselaars,3.2 mm is een algemeen aanvaarde standaardwaarde geworden.

2. Hoogdruktoepassingen (36,3 MPa)

Voor veeleisende toepassingen zoals:

• Koelsystemen voor energieopslag
• Hydraulische koelsystemen
• Cryogene warmtewisselaars

De aanbevolen zijbalkbreedte is:

4.0·5.0 mm

Een groter legeroppervlak verbetert:

• Gezamenlijke sterkte
• Drukweerstand
• Vermogen om lekken te voorkomen

Een bredere zijbalk betekent echter niet altijd betere prestaties.

Breedten die meer dan5.0 mm worden over het algemeen niet aanbevolen, omdat ze kunnen veroorzaken:

• Verhoogd materiaalverbruik en gewicht
• Verminderd effectief warmteoverdrachtgebied
• Potentiële ophoping van vulmetalen tijdens het legeren

Het beste ontwerp is de meest geschikte breedte voor de werkomstandigheden, niet de breedste optie.

3. Lichte compacte warmtewisselaars

Voor compacte toepassingen zoals:

• Server- en vloeibare koelmodules
• Kleine koelsystemen
• Kleine aluminiumwarmtewisselaars

Het minimumontwerp kan:

2.5 mm

Voor 2,5 mm zijbalken is echter een uiterst strenge productiecontrole vereist.

Potentiële risico' s zijn onder meer:

• Onvoldoende legeringsoppervlak
• Een hogere gevoeligheid voor afwijkingen van de montage
• andere, met een breedte van niet meer dan 50 mm
• Verhoogde kans op lekken

Daarom wordt dit ontwerp alleen aanbevolen voor toepassingen onder lage druk:

≤ 1,6 MPa

Het vereist een uitstekende controle van de vlakheid van de onderdelen, de montagevrijheid en de gelijkmatigheid van de oventemperatuur.

Selectie van zijbalkbreedte: voordelen en beperkingen

Onder 2,5 mm

Smalle zijbalken verminderen het materiaalverbruik, maar het legeringsgebied wordt te beperkt.

Veel voorkomende problemen zijn:

• Laag lasvermogen
• Hoger risico op onvolledige binding
• Slechte drukweerstand

Voor een stabiele massaproductie worden zijbalken van minder dan 2,5 mm over het algemeen niet aanbevolen.

3.0·5.0 mm: het door de industrie voorkeur verleende bereik

Het bereik van 3,0 ∼ 5,0 mm wordt beschouwd als het optimale ontwerpgebied voor de meeste plaatvinnenwarmtewisselaars.

De voordelen zijn onder meer:

• Voldoende oppervlakte voor het verspreiden van vulmetalen
• Betere tolerantie tegen fabricagevariaties
• Betrouwbare afdichting
• Goed evenwicht tussen sterkte en lichtgewicht
• Compatibiliteit met zowel vacuüm- als NOCOLOK-brazing

Voor algemene toepassingen:3.2 mm is een algemeen gekozen standaardspecificatie.

Meer dan 5,0 mm

Een te grote zijbalk kan het materiaalverbruik verhogen zonder evenredige voordelen te bieden.

Mogelijke nadelen zijn:

• Hoger productgewicht
• Verminderde warmteoverdracht
• Verhoogd risico op onevenwichtige verdeling van vulmetalen

Daarom is breder niet altijd beter bij het ontwerpen van aluminiumwarmtewisselaars.

Vacuumbrazing vs. NOCOLOK-brazing: ontwerpverschillen

Vacuüm-aluminiumbrazen

Vacuümbrazen is een fluxvrij proces dat gebaseerd is op een gecontroleerde vacuümomgeving en nauwkeurig temperatuurbeheer.

Omdat het natmaken van vulmetalen gevoeliger is voor:

• Schoonheid van oppervlakken
• Beheersing van de breuk in het legeringswerk
• Temperatuuruniformiteit

Vacuümgelijste warmtewisselaars geven meestal de voorkeur aan een meer conservatieve zijbalkbreedte:

3.0·5.0 mm

Ultra-smalle ontwerpen zoals 2,5 mm vereisen geavanceerde procescontrole en worden normaal gesproken vermeden bij grote productie.

NOCOLOK Gecontroleerd atmosfeer branden

Bij NOCOLOK-brazing wordt met behulp van flux de aluminium-oxidelagen verwijderd, waardoor de natte vloeistof van het vulstofmetaal en de stroomprestaties worden verbeterd.

Daarom kan de ondergrens enigszins worden verlaagd:

• Minimaal ontwerp: ongeveer2.8 mm
• Standaard productiewaarde: ongeveer3.2 mm

Dit proces zorgt voor een stabiele productieprestatie voor veel aluminiumwarmtewisselaarfabrikanten.

Veel voorkomende fout bij het selecteren van de zijbalk

Een bredere zijbalk kiezen voor een grotere sterkte

Sommige fabrikanten zijn van mening dat een grotere breedte van het laswerk altijd de drukweerstand verbetert.

Overmatige breedte kan echter leiden tot:

• Meer gebruik van aluminium
• Verhoogd productgewicht
• Verminderd lichtgewicht voordeel
• Verminderd effectief warmteoverdrachtgebied

De juiste aanpak is het kiezen van de juiste breedte op basis van de werkdruk, het legerproces en de productiecapaciteit.

Belangrijkste fabricagevereisten voor betrouwbaar legeren

Zelfs met een geoptimaliseerd zijbalkontwerp is productiecontrole van cruciaal belang voor het bereiken van een stabiele legeringskwaliteit.

Belangrijke parameters zijn:

Brazing Gap

Aanbevolen legeringsruimte:

00,03 ‰ 0,08 mm

Wanneer de kloof hoger is dan:

0.1 mm

het risico op onvolledig legeren en lekkage neemt aanzienlijk toe.

Tolerantie van de zijbalk

Aanbevolen tolerantie:

± 0,03 mm

De hoogte van de vin moet iets hoger zijn dan de zijbalk:

00,02 ‰ 0,04 mm

Dit zorgt voor een goede compressie en contact tijdens de montage.

Structuur van de zijbalk en hoekontwerp

• Voor standaardtoepassingen wordt de voorkeur gegeven aan rechthoekige zijbalken.
• Hoogdrukproducten kunnen zijbalken met kleine leidingsgroefjes gebruiken om de metaalstroom van de vulstof te verbeteren.
• De hoeken van de warmtewisselaar zijn veel voorkomende lekgebieden, zodat de vier hoeken lokaal kunnen worden vergroot tot10 mmvoor een betere afdichtbaarheid.

Gids voor het selecteren van zijbalkbreedte

Toepassing	Werkdruk	Aanbevolen zijbalkbreedte	Geschikt legerproces
Lichte compacte koelmodules	≤ 1,6 MPa	2.5·3.0 mm	Gecontroleerd proces vereist
Koelplaten voor batterijen en olieverkoelers	≤ 3,0 MPa	3.0·3,5 mm	Vacuüm / NOCOLOK
Hydraulische koeling en cryogene warmtewisselaars	3 ̊6,3 MPa	4.0·5.0 mm	Vacuüm / NOCOLOK

Verbeter de productie van aluminiumwarmtewisselaars met professionele oplossingen

Het ontwerp van de zijbalk is slechts één onderdeel van de productie van betrouwbare aluminiumplaatvinnenwarmtewisselaars.

Een stabiele massaproductie is ook afhankelijk van:

• Precieze kernassemblage
• Eenvormige temperatuursregeling van het lassen
• Betrouwbare lekkageonderzoek
• Consistente productieprocessen

SUNHOPE biedt complete oplossingen voor de productie van aluminiumwarmtewisselaars, waaronder:

• Machines voor het assembleren van de kern van de plaatvinnenwarmtewisselaar
• Aluminium vacuümsproeiovens
• met een gewicht van niet meer dan 10 kg
• Leekproefinstallatie
• Productieoplossingen voor radiatoren en condensatoren

Met professionele apparatuur en technische ondersteuning kunnen fabrikanten de consistentie van het lassen verbeteren, het risico op lekkage verminderen en een stabiele massaproductie bereiken.

Conclusies

Voor de meeste aluminiumplaten warmtewisselaars,3.0·5.0 mm is het bewezen industriële bereik voor de breedte van de zijbalk.

Een3.2 mm ontwerpis geschikt voor veel standaardtoepassingen, terwijl hogedruksystemen rekening moeten houden met4.0·5.0 mm ontwerpen.

De optimale keuze is afhankelijk van de werkdruk, de legeringstechnologie en de productiecapaciteit.

Een goed ontworpen zijbalk in combinatie met nauwkeurige montage en stabiele legeringsapparatuur vormt de basis voor de productie van betrouwbare, hoogwaardige aluminiumwarmtewisselaars.