CN104588895A - 热交换器、尤其是吸附式热交换器的制造方法 - Google Patents

热交换器、尤其是吸附式热交换器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热交换器、尤其是吸附式热交换器的制造方法，其中热交换器的多个组成部分由铁基材料构成，如管子，封闭管子的底部以及包围底部和管子的壳体部件进行组装随后进行钎焊。在该方法中能够可靠地将具有不同宽度的接合焊缝钎焊起来，在将热交换器的由钢或不锈钢构成的组成部分进行组装时，在热交换器的组成部分的接合焊缝之间设置焊膜，随后将低熔点的焊料填充到该接合焊缝中，然后进行无焊剂的钎焊。

Description

热交换器、尤其是吸附式热交换器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种热交换器、尤其是吸附式热交换器的制造方法。
背景技术
就具有铁基组成部分的热交换器而言，需要满足的要求与用来传输流体出去的通道的密封性以及所要传输的流体有关。如果泄露率超过了根据应用情况确定的阈值，则该热交换器必须当作废品挑出。必须满足高要求的密封标准的铁基热交换器通常借助焊接(尤其是激光焊接)或通过高温铜焊来接合。在此重要的是，接合位置之间的接合焊缝不能超过一定的宽度(例如0.2mm)，否则会影响接缝的质量或者不能实现气密的接合。但是，由于半成品的制造公差以及成形工艺，这种接缝的宽度通常并不能保持在理想的小的接缝宽度。
为了克服接合焊缝的小的、必要的接缝宽度和相应的半成品的制造公差之间的矛盾，常见操作是对不锈钢热交换器的预涂敷的组成部分进行软焊。该方法在钎焊温度较低的情况下消除了前述的较大的间隙宽度。
WO 2010/112433 A2(即US2012090345)通过引用合并于此，公开了一种吸附式热交换器，其具有扁管，该扁管的典型净宽是1mm并且由气体或流体穿流，并且该扁管可能并不通过焊接工艺封闭。在常规的浸入工艺中，液态焊料在毛细力的驱动下流入扁管中并且至少局部地将该扁管封闭，从而降低了吸附式热交换器的效率。
DE 2 030 925 A1(即US3，689，941)公开了一种热交换器的制造方法，其中铁素体不锈钢基本材料首先给予薄的Sn-Pb涂层，由加有涂层的半成品制成热交换器的组成部分，并且最后该复杂的热交换器通过焊剂材料的应用以及借助另一Sn-Pb焊料接合成液体密封的热交换器。
DE 4 309 500 A1(即US5，395，702)公开了一种方法，用来以浸入方式来给铁基半成品材料(尤其是不锈钢-半成品)涂上含锡的合金，其含锡量占重量的至少90％。因此，产生的、加有涂层的片材受到保护。该涂锡的不锈钢材料当作上面板使用。
DE 2 435 925 A1(即US3，963，162)公开了一种用来钎焊不锈钢管的方法，其中这些不锈钢管作为热水管路来用。具有限定净宽的管接头通过锡基焊膏填充，然后在锡基焊膏中的锡熔化之后在管接头的空隙中额外地加入软焊料。
发明内容
本发明的目的是，提供一种热交换器、尤其是吸附式热交换器的制造方法，其中通常具有1mm的净宽的扁管并不通过钎焊工艺封闭。
在一个实施例，提供了一种方法，其中在对热交换器的由钢或不锈钢构成的组成部分进行组装(kassettiert)时，在热交换器的组成部分的接合焊缝之间装入焊膜，并随后借助低熔点的焊料来填充该接合焊缝，在无熔剂的情况下进行钎焊。这种方法的优点是，对于钢和不锈钢热交换器来说，借助焊膜不仅能可靠地来封闭热交换器的小的接合焊缝，也能封闭大的接合焊缝。在此不会封闭狭长的结构(例如窄管的结构)，这些管子在热交换器运行时可被流体或气体穿流。同时还防止了有机蒸气的出现，该有机蒸气由蒸发的焊剂释放出来。由于节省了焊剂材料，所以防止了作为吸附剂来用的活性碳的侵蚀，其吸附能力得以完全保留。所用的甲醇流体(其同样作为吸附剂应用在吸附式热交换器中)不受影响地得以保留，因此能够可靠地避免吸附式热交换器的功能破坏。因此还能有利地避免了通过在钎焊后留下的焊剂残留物对热交换器的其它内部部件的腐蚀性损坏。
有利的是，应用锡基焊料或无铅的锌基焊料作为焊料。这些钎焊材料在温度较低时熔化，因此尤其适用于预期的应用。
在一个实施例中，热交换器的由钢或不锈钢构成的组成部分在组装之前优选用无铅的锡基合金进行预镀锡。通过热交换器的组成部分的表面的预镀锡，它不必再借助焊剂来激活。
为了能用焊料来润湿热交换器的组成部分的表面，在通过染色来激活这些组成部分的表面之后，对热交换器的由钢或不锈钢构成的组成部分进行预镀锡。
备选地，通过采用贵金属或贵金属合金来给热交换器的组成部分的表面加上涂层，从而激活热交换器的组成部分的表面之后，对由钢或不锈钢构成的组成部分进行预镀锡。该涂层在此可仅仅是金，或者可以是镍-金、镍-银或类似化合物。
在一个变形实施例中，大约0.02mm至0.10mm厚的焊膜在涂敷于热交换器的钢或不锈钢组成部分之前预变形，或者在热交换器的组成部分组装时变形。因此确保，热交换器的组成部分的所有期望的接合区域都能可靠地被焊料涂敷，从而确保了接合部件的稳定连接。
在一个实施例中，底部具有用于组装管子从而形成底部-管子接合焊缝的卷边，焊膜在组装时插入其中，并且其中液态焊料填充到入口漏斗中，该入口漏斗由涂覆有焊膜的卷边和插入接触区域之后的管子形成。这种入口漏斗实现了紧密的焊缝。
在另一实施例中，为了形成底部-壳体接合焊缝，焊膜在组装时围绕底部的端侧的轮缘设置，与底部钎焊在一起的两个壳体半罩定位在该底部上。因此，底部和壳体之间的接合焊缝能够可靠地用焊料填充和封闭。
有利的是，热交换器在钎焊时只是局部地加热。因此避免了位于热交换器内部的粘合接缝受热过高而因此脱落。
在又一实施例中，感应钎焊被用来实现热交换器的局部加热。还备选的是，还能够通过红外加热辐射加热器对热交换器的待加热的位置的适当长的路段进行加热。
通过下面的附图描述描述了其它有利的构造方案。
附图说明
通过下列详细描述以及作为示例而非限制本发明的附图，本发明将更加容易理解。其中：
图1示出了根据本发明的一种热交换器的第一实施例；
图2示出了根据本发明的一种热交换器的另一实施例；
图3示出了根据本发明的一种热交换器的另一实施例。
具体实施方式
图1示出了热交换器1、优选是吸附式热交换器，其由多个彼此平行放置的管子2，例如扁管构成。管子2的各端部分别由底部3、4容纳，其中每个底部3、4都具有一些卷边5，这些卷边的数量与管子2的数量相一致，并且管子2的每个端部都嵌入这些卷边5中的一个中。该底部4借助水箱6来封闭，而水箱7平放在底部3上。两个壳体半罩8、9包围由扁管2和底部3、4构成的复合结构。
在这种具有吸附泵功能的热交换器中，工作介质(例如甲醇)在管子2中受温度的驱动从功能腔的一侧(管子2在该处填充有活性碳)振荡到功能腔的另一侧(管子2在该处设置有棉绳)。管子2、底部3、4以及壳体半罩8、9在此均由钢或不锈钢构成，并且由无铅的锡基-合金进行预镀锡，该锡基-合金还可主要包括锡。在借助染色，电流地或化学地激活底部3、4、管子2以及壳体半罩8、9的表面之后进行预镀锡。但也可借助浸入式镀锡来激活。当然，底部3、4，管子2以及壳体半罩8、9的表面也可通过含金、镍金合金或者镍银合金的涂层来激活。在单个组成部分组装之后，该热交换器1在未使用焊剂材料的情况下进行软钎焊。
图2示出了在热交换器1组装之后在底部3上的管子-底部焊缝。在组装时，在管子2插入卷边5之前，在预镀锡的底部2的内侧设置锡基焊膜10。该底部的内侧在此应当理解为面向扁管2的一侧。该焊膜10因此位于管子2的外壁和底部3的卷边5之间。该焊膜10的厚度小于0.10mm,优选小于0.05mm。该焊膜10在管子2组装时成形，因此它与卷边5的形状相匹配。插入卷边5中的镀锡的管子2借助卷边形成入口漏斗11。该入口漏斗11的作用是，确保液态的焊料良好地进入接合缝隙中，形成可靠密封的钎焊缝隙。
图3备选地示出了管子-底部焊缝，其中分别在两侧构建有入口漏斗11、12。这一点通过以下方式来实现，即卷边5的侧壁在此弯成半圆形，焊膜10紧贴在该侧壁上。在将镀锡的、笔直延伸的管子2放入底部3中之后，入口漏斗11、12即在管子2与底部3的接触位置的两侧形成。在该实施例中，热交换器1可被竖立或悬挂地进行钎焊。因此，还能可靠地局部地对热交换器1的构件2、3、4、8、9的两侧同时进行钎焊。在加入液态焊料之后，借助常规的方法在灶式炉或连接炉中实现接合焊缝的钎焊。但优选的是，在钎焊时只局部地加热热交换器1，以使位于热交换器1的内部中的粘合接头不会受热过高。有利的是，应用感应钎焊来局部加热。
底部-壳体接合焊缝(未在图中进一步示出)可通过与前述管子-底部-接合焊缝类似的方式实现。在放置时，锡基焊膜10同样是围绕轮缘13(其环绕着底部3、4)设置，因此使得在安装两个壳体半罩8、9时焊料出现在底部3的轮缘13和壳体半罩8、9之间。壳体半罩8、9之间的纵向焊缝例如可通过金属线的插入和火焰钎焊料()来接合。
壳体半罩8、9还可有利地通过预镀锡来激活，以确保更好的钎焊。除了借助锡基材料进行的可靠钎焊以外，锡还是有效的防腐材料。因此通过使用价格有利的原材料，能够成本非常低廉地制造出所述的热交换器1，从而通过可靠封闭的接合焊缝减少了浪费。
虽然本发明通过以上进行描述，但是显然本发明还可以做出多种变化。这些变化不应当被认为是脱离本发明实质的和范围的，并且明显地对于本领域技术人员而言所有的修饰皆落入本发明专利的权利要求保护范围。

Claims (12)

1.一种热交换器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
将所述热交换器的由铁基材料制成的多个组成部分组装起来；
在对所述热交换器的组成部分进行组装时，在所述组成部分的接合焊缝之间装入焊膜；
采用低熔点焊料填充所述接合焊缝；以及
对所述多个组成部分进行无焊剂地钎焊。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，这些组成部分是管子、封闭管子的底部和/或包围底部和管子的壳体部件。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应用锡基焊料或无铅的锌基焊料作为焊料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热交换器的由钢或不锈钢构成的组成部分在组装之前用无铅的锡基合金进行预镀锡。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热交换器的组成部分的预镀锡是在借助染色来激活所述组成部分的表面之后进行。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热交换器的组成部分的预镀锡是在通过采用贵金属或贵金属合金对所述热交换器的组成部分的表面加上涂层，从而激活组成部分的表面之后进行。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，大约0.02mm至0.10mm厚的焊膜在涂敷于热交换器的钢或不锈钢组成部分之前预变形，或者在对热交换器的组成部分进行组装时变形。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，底部具有用于组装管子从而形成底部-管子接合焊缝的卷边，焊膜在组装时插入其中，并且其中液态焊料填充到入口漏斗中，该入口漏斗由涂覆有焊膜的卷边和插入接触区域之后的管子形成。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了形成底部-壳体接合焊缝，焊膜在组装时围绕底部的端侧的轮缘设置，与底部钎焊在一起的两个壳体半罩定位在该底部上。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热交换器在钎焊时只是局部地加热。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，应用感应焊接来局部地加热热交换器。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热交换器是吸附式热交换器。
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