Способ изготовления теплообменника из алюминиевого сплава

(56) Строчай Е.Н. Механизм процессафлюсования при пайке алюминиевыхсплавов погружением в расплавыхлоридно-фторидных солей. - "Сварочное производство" - 1975 В 4, с.55.Патент США, 9 3673678,кл. 29-494, опублик, 1972.(54)(57) 1, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА путем сборки узлов теплообменника из элементов с припоем в местах соединений, экранирования элементов металлической фольгой и вакуумирования с последующим нагревом до температуры плавления припоя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения качества изготовления, металлическую фольгу предварительно перфорируют в местах размещения эле" ментов, а фольгу выполняют из газопоглотителя,2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю- р щ и й с я тем, что в качестве газо-Е поглотителя выбирают титан.30 40 1 8649Изобретение относится к областиизготовления теплообменной аппарату"ры, а более конкретно - к способамизготовления еплообменных аппаратовпластинчатого и трубчатого типа,предназначенных для работы в системах охлаждения воздуха, масла и топлива.Основной трудностью при изготовле.нии теплообменных аппаратов является 10.операция .соедийения различных элементов теплообмйннйх аппаратовв единую конструкцию,:осуществляемаяна практике, в основном за счет использования операции пайки, Обусловлены эти трудности тем, что поверхность алюминия и его сплавов покрытаплотной химически и термодинамически устойчивой окисной пленкой, которая не смачивается при пайке припоя- д 0ми, соединяющими элементы аппаратав единую конструкцию.Известен способ изготовлениятеплообменных аппаратов путем нагрева собранных требуемым образом дета" рлей.аппаратов в расплаве смеси хлористых и фтористых солей, восстанавливающих или разрушающих окиснуюпленку на поверхности деталей, чтоспособствует соединению деталейв единую конструкцию.Нагрев аппаратов в расплаве солейобеспечивает в принципе требуемуюпрочность соединений, однако ге гарантирует высокой коррозионной стойкости изделий в процессе эксплуатации, что объясняется высокой коррозионной активностью остатков солей,практически всегда остающихся посленагрева во внутренних полостях аппаратов.Известен способ изготовления теплообменных аппаратов из алюминияи его сплавов в вакууме без применения коррозионно-активных солей.При этом способе детали теплообменного аппарата собирают в фиксирующее приспособление и размещаютв камере вакуумной печи, размещаютрядом со сборкой небольшие кускиметаллического магния, после чегопечь герметизируюэт и откачиваютдо разрежения 10 мм рт.ст.Продолжая откачку, включают нал.грев печи и производят обезгаживаоние при температуре порядка ЭОО С,после чего заполняют печь осушеннымазотом и ведут процесс нагрева изделия в атмосфере азота до температуры Как показали проведенные эксперименты, укаэанный способ обладает рядом существенных недостатков.864918 зПлотная экранировка (обмотка) сборки аппарата затрудняет откачку воздуха из внутренней полости теплообменного аппарата, что значительно увеличивает общее время откачки. Кроме того, плотная экранировка практически не позволяет парам магния проникать внутрь пакета, а так как окисная пленка на поверхности алюминия растет очень быстро и является очень плотной, то оказывается, что задолго до плавления припоя внутренняя поверхность слоя фольги оказывается покрытой слоем окисла. Все это вместе взятое снижает производительность процесса изготовления и не позволяет получить требуемого качества соединения элементов теплообменного аппарата.Цель изобретения - повышение качества изготовления теплообменного аппарата.Цель достигается тем, что слой фольги, которьпч экранируют теплообменный аппарат, выполняют перфориро. ванным из газопоглотителя, растворяющего кислород в своем объеме, например из титана.Расстояние между смежными рядами отверстий перфорации выполняют равным расстоянию между смежными одноименными элементами аппарата.Использование перфорированной фольги для обмотки (экранирования) сборки теплообменного аппарата позволяет ускорить откачку внутренних полостей аппарата и в процессе нагрева позволяет парам магния свободно проникать к поверхности деталей сборки и связывать там в процессе нагрева и пайки остаточный кислород 1и пары воды. Использование в качестве материала слоя фольги титана, являющегося по отношению к кислороду газопоглотителем, то есть обладающего большой растворимостью кислорода (до 203) в своем объеме, способствует тому, что пары воды и кислород, выделяемые поверхностью деталей теплообменного аппарата при нагреве, интенсивно поглощаются слоем фольги и растворяются в ней. В .совокупности с воздействием паров магния это соз" дает оптимальные условия для соединения деталей теплообменного аппарата в единую конструкцию и повьппает качество его изготовления. Выбор расстояния между смежнымирядами отверстий перфорации равнымрасстоянию между смежными одноименными элементами аппарата (например,между смежными разделительными плас"тинами в пластинчатом теплообменнике) позволяет эффективно направлять .пары магния через отверстия перфорации в требуемые места теплообменного10 аппарата.Конкретное расположение рядовотверстий перфорации зависит от конструктивных особенностей и типоразмеров элементов аппаратов. Так, например, при изготовлении аппаратов созначительной протяженностью внутренних каналов ряды отверстий перфорации устанавливают по центру рядовгофрированных пластин, что способстщо вует проникновению паров магния вовнутренние каналы,При изготовлении аппаратов пластинчатого типа, к которым предъявля.ются повьппенные требования по герме 25 тичности соединения разделительныхпластин с брусками, ограничивающимипо бокам полости аппарата, отверстияперфорации размещают напротив разделительных пластин.Использование описываемого способа изготовления теплообменного аппарата обеспечивает по сравнениюс существующими способами повышениекачества изготовления теплообменного35аппарата за счет улучшения условийформирования соединений, входящихв него деталей; повьппение надежностии ресурса эксплуатации теплообменного аппарата; повышение производитель.40ности процесса изготовления теплообменного аппарата.П р и м е р. Изготавливают теплообменный аппарат пластинчатого типаиз алюминиевого сплава АД, В качестве припоя используют эвтектический45 осилумин с т.пл. 577 С, который нанесли на разделительные пластинытеплообменника методом прокатки,Собранный в приспособление теплообменный аппарат обматывают перфори 50 рованной фольгой из титана маркиВТ 1-0, При этом шаг отверстий перфорации соответствует шагу гофрированных пластин (расстоянию между вершинами соседних гофр), а расстояние55 между рядами отверстий перфорациисоответствует расстоянию между смеж-.ными брусками, установленными покраям аппарата между разделительными864918 СоставительРедактор Л.Письман Техред Т.Тулик Корректор А.Зимокосов Заказ 796/3 Тираж 590 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 пластинами, (При изготовлении теплообменного аппарата трубчатого типашаг отверстий перфорации соответствует расстоянию между соседними трубками. Затем сборку устанавливают в контейнер из тонколистовой стали, а рядом с ней размещают кусочки металлического магния. Нагрев сборки осуществляют при разрежении 1010 мм рт.ст. Температура пайки теплообменного аппарата 590 фС, что обес"печивает расплавление припоя, егорастекание и заполнение зазоров меж-ду соединяемыми деталями.По окончании изготовления производят испытания герметичности, полученных соединений теплообменного аппарата методом опрессовки сжатым 1 О воздухом и металлографические иссле"дования. Полученные результаты показали герметичность теплообменногоаппарата и его необходимую прочность.