[发明专利]铝板翅式热交换器钎焊芯体局部外漏的修复方法

说明书

本发明公开了一种铝板翅式热交换器钎焊芯体局部外漏的修复方法，属于铝合金焊接技术领域。该方法采用微束等离子弧对出现局部外漏的精密型铝板翅式热交换器钎焊芯体进行修复，不填充焊丝。该修复方法简单，适用范围广，特别适合于氩弧焊难以修复的钎焊芯体，操作性和可控性强，输入热线能量非常低，变形非常小，有效避免因热应力大而导致的修复时外漏缺陷的扩展以及翅片等零件的损伤，保证芯体结构与尺寸的精密性，修复合格率高，外观质量好。

技术领域

本发明属于铝合金焊接技术领域，涉及一种铝板翅式热交换器钎焊芯体局部外漏的修复方法，尤其适用于精密型铝板翅式热交换器钎焊芯体局部外漏的修复。

背景技术

铝板翅式热交换器是一种以铝合金波形翅片为传热元件的新型高效能热交换器，是目前国内外最先进的热交换器，具有热阻小、换热效率高、结构紧凑、体积小、重量轻、适应性强、坚固耐用、经济性好、并可设计成多达十多股流体同时换热等特点，早期专用于航空、潜艇等军事领域，现已广泛应用于能源、石油化工、航空航天、船舶和动力机械等领域，且在不断取代管壳式等传统热交换器，快速扩展其应用范围。

铝板翅式热交换器由芯体、封头、接管、法兰等通过氩弧焊组焊而成，其核心部分是由翅片、导流片、隔板、侧板和封条五种元件组成的单元体叠积结构的芯体，通常由真空钎焊而成。翅片、导流片、侧板和封条材料通常为3003铝合金，隔板通常为Q515铝合金复合板，其中间芯板为3003铝合金，上下表面层为厚度是复合板厚度5～18％的含硅量为9.0～10.5％的4004合金包覆层，即钎料层。

铝板翅式热交换器生产工艺很复杂，技术要求很高，通常的主要生产工序为：(1)零件加工→(2)检验→(3)焊前清洗→(4)检验→(5)芯体组装→(6)检验→(7)真空钎焊→(8)外形及其尺寸检验→(9)焊接上试压封头进行气密性试验→(10)割下试压封头→(11)清洗→(12)与封头接管组焊→(13)外形及其尺寸检验、气密性和强度试验→(14)清洗烘干→(15)氮封出厂。由于产品的设计要求不同，一些热交换器也可以省去(9)～(11)工序。钎焊后芯体各通道应能够承压，各处不能外漏，但由于铝板翅式热交换器结构和生产工艺很复杂，芯体钎焊前又都是手工装配，所以真空钎焊后芯体出现外漏不可能完全避免，这是国内外铝板翅式热交换器生产企业所面临的一个共同的实际问题。

芯体外漏分外漏和内漏两种。外漏是指通道内的介质通过封条和侧板间的间隙向外渗漏；内漏是指相邻两不同的通道间串通，互相渗漏。芯部是不允许有任何外漏的，若出现大面积的外漏，只能报废；而对于只有局部外漏的芯体，出于对成本和节能的考虑，在保证产品性能的前提下，应尽可能予以修复。

对芯体出现的局部外漏，目前国内外可采用的修复手段有三种：1、堵换热通道；2、高分子材料堵漏；3、氩弧焊修复。由于堵换热通道会影响到整个热交换器的换热效率，因此只适用于极少数的热交换器芯体，且只有在设计许可的条件下才能采用，对于精密型的热交换器芯体，如军用热交换器，设计是不允许堵换热通道的。高分子材料，如使用广泛的DW型聚氨酯粘接剂，具有较高的力学性能和较好的低温性能，可以用来进行芯体局部外漏的修复，但由于对修复处表面预处理要求非常高，实际产品修复很难达到较为理想的效果，且不适用于工作温度较高、工作压力较大的热交换器，应用非常有限，也不适合于精密型的热交换器芯体局部外漏的修复。采用严格控制焊接规范参数、小线能量的手工钨极氩弧焊对热交换器芯体局部外漏进行修复，是较为可行的一种修复方法，但该种方法只适合于隔板和封条厚度较厚的热交换器芯体。手工钨极氩弧焊电弧较为粗大，弧斑尺寸较大，电弧能量密度小，加热区域大，而精密型的热交换器芯体结构与尺寸精度要求很高，且隔板和封条厚度小，特别是隔板厚度小(通常小于1.0mm)，所以手工钨极氩弧焊方法难以满足精密型的热交换器芯体局部外漏的修复。如何进行有效修复，是目前国内外铝板翅式热交换器生产企业关注的一个热点，也是亟待解决的一个共性技术难题。热交换器芯体因局部外漏无法进行有效修复而报废，不但会带来很大的直接经济损失，也会严重影响到生产进程。

发明内容