CN114633084A - 用于制造热交换器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造热交换器(1)的方法，所述热交换器(1)具有管子(2)，所述管子(2)分别在纵向端侧接纳在相关的总管(3)中，其中所述管子(2)和所述总管(3)由铝形成并且钎焊至彼此而且在钎焊在一起的状态下形成冷却剂引导通道结构(4)。在此对于本发明重要的是，在所述管子(2)钎焊至所述总管(3)之后对所述热交换器(1)进行冷成型，并且由此增加强度。通过该方法，能够减少重量和成本，并且提高性能和强度。

Description

用于制造热交换器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造热交换器的方法，所述热交换器具有管子，所述管子分别接纳在相关的总管中的纵向端侧；另外，本发明涉及根据该方法制造的热交换器。
背景技术
从DE 10 2010 048 406A1已知一种通过拉拔装置拉拔板的方法，所述拉拔装置包括工具上部、工具下部(优选冲压机和模具)以及压料模，其中，通过由压料模夹紧边缘区域来保持将要被拉拔的薄板，并且其中，为了获得将要被拉拔的部件的需要的强度/厚度，通过塑性延伸引起最小的加工硬化。在加工过程中，在工具的工作行程中(即，远离实际的拉拔工具)，压料模向外侧枢转，并且在加工过程中，拉伸薄板并且将其安装在一个工具部件上，优先安装在冲压机上。
铝热交换器广泛应用于汽车行业用于对车辆进行冷却和空气调节。通常，铝热交换器的单个铝部件是通过钎焊彼此连接。在此，钎焊能够通过所有技术上实用的方法进行，诸如例如在连续式或分次式熔炉中，但是也能够通过感应加热、辐射加热、接触加热等进行。在所有情况下，钎焊导致钎焊过程后的材料以软的状态存在的缺点。因此，所采用的材料具有最小的强度。
已知的热交换器通常由管子构成，特别是由扁平管和总管构成。当两个部件被钎焊在一起时，即，例如当管子被钎焊至总管时，形成冷却剂的通道，其在运行状态下被横向于其流动的空气冷却。
主要地，在此尝试通过可硬化的铝合金来提高钎焊后的强度，其中，在能够使用的、能够钎焊的以及能够硬化的铝合金方面存在若干限制。此外，难以在钎焊后实现部分高的冷却梯度，使得首先通过自然或人工老化材料增加强度。
发明内容
因此，本发明处理如下的问题：针对通常类型的方法提出改进的或者至少替代的实施例，其尤其是克服了从现有技术已知的缺点。
本发明基于如下的主要构思：改进迄今已知的制造铝制的热交换器(例如用于电动车辆中)的方法，在各个管子钎焊至总管之后对热交换器再一次进行冷成型(例如，拉伸)，其结果是，尤其是例如通过钎焊处理能够明显增加减小的强度。通过根据本发明的用于制造热交换器的方法，起初分别在纵向端侧将管子插入到相关的总管中并且彼此焊接，其结果是，形成冷却剂引导通道结构。根据本发明，在管子钎焊至总管之后现在对热交换器进行冷成型，其结果是，能够增加强度。通过增加的强度，根据本发明制造的热交换器在进一步的制造或者组装期间较不敏感。通过该成型额外地能够在钎焊处理之后更快速地冷却热交换器，其结果是，能够增加铝合金用于硬化的潜在的使用。增加的强度转而具有管子或者总管的厚度能够相应地减小的结果，其结果是，能够实现重量、资源和成本的节省以及改进的冷却输出。
作为本发明的进一步改进，在管子钎焊至总管之后对热交换器进行拉伸，即，伸长大约0.1至10％，优选伸长大约1至3％。通过拉伸或者伸长，尤其是还能够消除钎焊之后的变形和起褶。冷拉伸的另外的潜在的优点在于，取决于冷拉伸期间采用的成型的程度，材料强度增加，即，热交换器在强度和硬度方面能够得到改进。通过热交换器的1％与10％之间的拉伸，取决于所使用的铝合金能够出现高达100％的强度增加。
作为本发明的进一步改进，在管子已经钎焊至总管之后，热交换器限定x-y-平面并且沿x方向和/或沿y方向被拉伸，即，伸长。在此，能够想到的是，沿y方向(横向于管子纵向轴线)拉伸尤其是仅仅在管子通过布置在期间的热交换器元件彼此连接时进行。
除了实际伸长(即，热交换器的拉伸)以外，另外或替代地，也能够采用另外的冷成型方法，其中“冷”仅仅意味着在铝的再结晶温度以下成型。通过所描述的冷成型方法，发生加工硬化以及因此的材料强度的增加。另外的冷成型方法例如能够是折弯、拉拔、锤击、扭弯、高压内成型或者喷丸加工。通过在此仅仅示例性地描述的全部的冷成型方法，此外增加硬度和屈服点的、发生在冷成型材料中的位错和内应力也能够导致改变的其他特性，例如电特性和磁特性。通过冷成型，不仅能够增加强度，而且通过增加的强度还能够同时明显简化热交换器的其他处理，因为热交换器更加坚固。
实际上，在管子已经钎焊至总管之后并且在冷成型之前，在570-200℃的温度范围内，热交换器通过大于15K/min(尤其是大于40k/min，优选40-100K/min)的冷却速率被冷却。通过较快的冷却，转而能够实现铝合金的改进的硬化并且因此能够实现铝合金的更好的强度。针对随后的能够硬化的铝合金的冷硬化或者热硬化，570-200℃之间的温度范围内的冷却速率应当达到至少15K/min，尤其是至少40K/min。大约100K/min的冷却梯度是较好的，其结果是针对随后的冷硬化或者热硬化创建了最佳的预备条件，并且优化了通过拉伸而增加的强度。在根据本发明的有益的另外的开发中，管子和/或总管具有0.2mm<d<1.5mm的壁厚。为了能够实现热交换器的相同的强度，例如在压力稳定性方面，由于通过冷成型实现的增加的强度而能够例如将壁厚减小20-50％，其结果是能够实现明显的资源、成本以及重量优势。
本发明的进一步的重要特征和优点将从从属权利要求、附图以及通过附图的相关附图描述获得。
将会理解的是，在没有离开本发明的范围的情况下，上述特征以及将在下文中描述的特征不仅能够用于分别说明的组合中，而且也能够用于其他组合中或者单独使用。
附图说明
本发明的优选示例性实施例示出在附图中并且将在接下来的描述中更加详细地说明，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能上等同的部件。
在每种情况下示意性地示出，
图1为根据本发明的用于制造热交换器的方法的可能的顺序，
图2为以根据本发明的方法制造的根据本发明的热交换器的视图。
具体实施方式
根据图1，在根据本发明的用于制造热交换器1的方法中初始设定管子2和两个总管3(同样参见图2)。这能够例如在方法步骤A中进行。此后，管子2分别在纵向端侧插入到总管3的开口(通道)中，其中管子2以及总管3二者由铝形成。管子2和总管3彼此钎焊在一起并且在相互连接的状态下形成冷却剂引导通道结构4，这例如能够在方法步骤B中进行。在建立钎焊连接之后，在方法步骤C中冷成型热交换器1，其结果是增加了热交换器1的强度。在冷成型之后，热交换器1在方法步骤D中完成。
在此，管子2能够被设计为扁平管并且例如通过挤出成型法制造。
通过方法步骤C中的冷成型，铝的强度能够被显着提高，其结果是，热交换器1更坚固并且在进一步的制造或者组装步骤中不再需要如此小心地用手拿住。通过经由冷成型获得的更高的强度能够额外地实现增加的压力稳定性，其结果是，能够使用壁厚减小的管子2和总管3。通过这种方式，能够节省资源、成本和重量。
冷成型能够例如通过拉伸进行，使得在管子2钎焊到主管3之后的热交换器1被拉伸，即，伸长大约0.1％至10％。优选地，此处的伸长率总计为约1％至3％。
根据图2，示出了这样的拉伸过程，其中在这种情况下，合适的力F作用在热交换器1的全部四个侧面或者边缘上并且引起热交换器1的拉伸而且因此引起其强度增加。
观看图2还能够注意到热交换器1在管子2与总管3钎焊之后限定x-y-平面并且沿x方向和/或y方向发生拉伸。未设置横向于x-y-平面(即，垂直于想象平面)的拉伸。
在管子2与总管3之间的钎焊连接建立之后，热交换器1的冷成型除了拉伸之外或者替代拉伸也能够通过锻造、轧制、高压内部成型或冲压来进行。仅仅晶体结构的转变，增加热交换器1的强度在此是重要的。
在各个管子2之间，能够额外地设置热交换器元件5(例如，波形散热片)，其与管子2和总管3一起钎焊在一起并且随后被拉伸。
实际上，在管子2钎焊到总管3之后并且还在冷成型之前，即，例如在拉伸之前，在570至200℃的温度范围内，热交换器1以至少15K/min(特别是至少40K/min，优选40至100K/min)的冷却速率被冷却。通过随后的冷成型，热交换器1在已经建立钎焊连接之后能够被更快地冷却，其结果是，能够实现改进的硬化，并且因此同样能够实现强度增加。通过增加的强度，不仅能够增加热交换器1的寿命，而且在所需强度相同的情况下，还能够减小管子2和/或总管3的壁厚，使得与以前的热交换器相比壁厚能够减小20-50％。在冷成型期间，例如在拉伸期间，取决于铝合金，能够出现高达100％的强度增加，使得在这种情况下能够想到壁厚减小50％。
通过根据本发明的方法，因此能够创造根据本发明的热交换器1(例如，用于电动车辆)，所述热交换器1能够被更快地制造、具有低重量、在重量相同的情况下具有相同或者更高的强度。

Claims (9)

1.一种用于制造热交换器(1)的方法，所述热交换器(1)具有管子(2)，所述管子(2)分别在纵向端侧接纳在相关的总管(3)中，其中所述管子(2)和所述总管(3)由铝形成并且钎焊至彼此而且在钎焊在一起的状态下形成冷却剂引导通道结构(4)，
其特征在于，
在所述管子(2)钎焊至所述总管(3)之后对所述热交换器(1)进行冷成型，并且由此增加强度。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在所述管子(2)钎焊至所述总管(3)之后对所述热交换器(1)进行拉伸，即，伸长大约0.1％至10％。
3.根据前面权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述管子(2)钎焊至所述总管(3)之后对所述热交换器(1)进行拉伸，即，伸长大约1％至3％。
4.根据前面权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述管子(2)钎焊至所述总管(3)之后，所述热交换器(1)限定x-y-平面并且被拉伸，即，沿x方向和/或沿y方向伸长。
5.根据前面权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述管子(2)钎焊至所述总管(3)之后对所述热交换器(1)进行锤击、辊轧、冲压或者加压。
6.根据前面权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述管子(2)钎焊至所述总管(3)之后并且在拉伸之前，在570-200℃的温度范围内通过通常15-100K/min，尤其是40-100K/min的冷却速率对所述热交换器(1)进行冷却。
7.根据前面权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
所述管子(2)形成为扁平管。
8.根据前面权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
所述热交换器(5)在各个所述管子(2)之间例如设置有波形散热片，所述波形散热片与所述管子(2)和所述总管(3)一起钎焊并且随后被拉伸。
9.一种热交换器(1)，其由根据前面权利要求中的任一项所述的方法制造。
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