CN1334912A - 换热器的歧管 - Google Patents

Abstract

一种通过钎焊或软焊与换热管焊接在一起的换热器的歧管(1),其中,歧管(1)的和换热管连接的外表面部分至少有一个凹坑(8,8B),凹坑中锁定一定量的钎焊材料(9)。

Description

换热器的歧管

本发明涉及一种铝制品，它通过钎焊或软焊与另一个铝制品焊接在一起。

可在WO-A-98/51983了解这种产品，而且在以下的描述中将要结合该专利申请中公开的所有技术内容。

将铝件结合起来的常规作法是在其间放置铝质钎和连接表面合金或放在将要连接的组件的表面的邻近，然后以适当的方式加热所述钎焊合金到达一定温度(焊接温度)，在该温度下钎焊合金熔化而工件保持不熔化。充分冷却后钎焊合金形成网眼花边或接头将组件的连接表面结合在一起。为确保加热阶段只有钎焊合金熔化，通常钎焊合金的熔点最好低于金属的熔点至少30至40摄氏度。例如，典型的铝钎焊合金是铝—硅共晶体，它在577摄氏度开始熔化。

使用有镀层的复合铝钎焊金属片来连接铝合金组件是已知的。钎焊金属片用于制造换热器组件，例如管、翅片、端盖、箱体、分流器等。但是，它有一个重要局限即仅使用卷板难于制造出复杂的形状。对于例如歧管、微管等复杂形状，挤压工艺将提供一种更多的成本效率和更好质量的解决方法。使用挤压形状的一个缺点在于，给挤压件覆盖钎焊合金层已经成为一难题。

CD工艺是一种成熟的用于制造具有钎焊金属层的挤压形状的方法。在此工艺中，挤压件覆盖有ALSI颗粒，颗粒覆盖有Nocolok助焊剂，镀层的粘附是通过使用一种粘附剂(聚合物)完成的。ALSI颗粒的添加为钎焊工艺的钎焊接头提供了填充金属。

在该“钎焊工艺”中，挤压件被覆盖一层Nocolok和ALSI合金颗粒的混合物。该涂层的粘附由粘附剂(聚合物)完成。钎焊过程中ALSI颗粒熔化而且流动。

硅熔化工艺是一种给工件覆盖一层Nocolok和细微硅颗粒的混合物的方法。涂层的粘附通过使用一种粘附剂(聚合物)来完成。钎焊时，硅渗入工件表面形成共晶ALSI合金，于是为钎焊接头就地产生了填充金属。

以上工艺的一个缺点即使用了粘附剂。粘附剂将毒害炉内气氛并且也将带来环境问题。为克服以上问题，要求对工业炉作费用昂贵的修改。对硅熔化工艺来说硅的腐蚀因为硅微粒的出现将变得更加明显。

电弧喷射涂层是另一种在挤压件外涂上ALAI合金的方法。在此工艺中，产生大量的氧化物，因此在钎焊/软焊操作中是不理想的。

通过以上努力，制造有预放置填充金属的挤压制品在工业上仍有问题需要解决。

因此本发明的目的在于提供一种克服了以上提到的问题的铝制品。

本发明目的是这样完成的，在位置第一铝制品的外表面上将要和第二铝制品连接的提供至少一个凹槽，并在其中锁定一定量的钎焊材料。

通过这种“机械”的集合方式，可以使一件铝制品和一定量的钎焊材料整合在一起而无须再使用特定的成分使钎焊材料粘合到所述的铝制品上。这就更可能使用更经济的钎焊材料，钎焊材料固定在凹坑中，使该铝制品可以进行常规方式的加工，这样在加工或制造操作时，如船运、机械加工、造型、冲压、剪切、冲洗或去油钎焊材料仍处于原位置。

在本发明中的最好实施例中，每个凹坑都有凹槽的形状，并且钎焊材料是金属丝的形状。

由此可以使用经济适用的焊剂芯金属线，这样不需要对铝制品的额外熔化。

本发明的其它优点和特征将从下面的描述中更加清楚，参考以下附图，其中

图1是根据本发明一种铝制品的歧管的横截面图，

图2是根据本发明的一种铝制品的歧管的横截面，它表示出凹槽的不同形状，

图3A-3C是根据本发明中歧管的一个变形实施例的横截面图，

图4A-4C是根据本发明中歧管的另一个变形实施例的横截面图，

图5是本发明中歧管的第三个变形实施例的横截面图。

图1中以举例的形式表示出了歧管1，但本发明不仅限于此种产品，本发明可以应用于成型后必需钎焊的任何铝制品。

歧管1由铝管组成，具有容纳换热管端部的孔(未示出)。如图1中进一步表示的歧管包括大量的平行管3，有公共的管壁部分6，形成平板的形状有两个较大的歧管壁4、5。在管壁有大量的凹槽8，4平行于管3的流道，凹槽位于歧管的每一中间管壁部分6的上方。在实施例中表示出这些凹槽有大半圆的横截面。图1所示的歧管可由挤压工艺的设备方便制造。

图1中的左端部分表示出，钎焊丝可以嵌入凹槽8，以成型锁定方式装配到凹槽。在以后制造换热器时，歧管1须和换热管的端部连接，焊丝9可被熔化或作为焊料。

在图2中的右端部分，表示出一种不同类型的凹槽8B，它的横截面形状为梯形。可以将一圆形的焊丝压入该的凹槽，但是也可以压入其它截面形状的焊丝如方形、三角形、椭圆形。

凹槽8、8B可以这样设计，钎焊丝可以放置在凹槽的顶部然后施加压力将其被机械地嵌入到凹槽内并锁定在里面。这可以在歧管挤压后立即进行也可以随后的歧管制造过程中或换热器生产前进行。

准备这样一个歧管的工艺有以下几步：

—将挤压后的工件切割成设定长度的段；

—在工件中加工孔，例如可以通过冲压、磨、锯等；

—嵌入分流板到工件段中；

—冲洗工件的油；

—嵌入焊丝；

—嵌入换热器管端到工件段的孔中，

—焊接管端与歧管或工件段。

在该钎焊/软焊的工艺中，焊丝熔化并通过毛细作用或如果出现的熔化，则熔化的焊丝将被引入到歧管/换热管的交界处。冷却时液体金属凝固，在歧管和换热管间或在其他固定到歧管上的部件与歧管之间产生一个牢固的连接，其他部件以接触或靠近焊丝的方式与歧管固定。

形状如换热器的歧管通常由挤压或由电镀合成的钎焊板制成，通常多种铝合金可以用来制作歧管，例如AA1000或AA3000，特别是AA1100、AA1197、AA3003和AA3102。作为焊接歧管和换热管或其他部件的填充金属通常有AA4000系列铝合金，更具体地有AA4343、AA4045、AA4047、AA4343＋1％Zinc和AA4045＋1％Zinc。AA是铝协会指定的通用合金符号。

本领域的技术人员将发现本发明的教导不限于下面描述的实施例中使用的几种特定的铝合金，通常可以认为包括广泛的铝基合金。

凹槽的形状是很重要的，必须如以下的途径设计：

a填充的焊丝是被“锁定”其中的，

b需保护填充的焊丝，在生产加工时不会被拉出或由其他的方式损坏

c凹槽的截面区域应足够大，为使钎焊或软焊成功应可以盛足够多的

填充金属。

图3A-3C是依据本发明的另一歧管的实施例。如在图3A中表示的，歧管10有梯形形状的凹槽11，当压力施加于被置于凹槽内的填充金属丝12时(图3B)，焊丝12被挤入凹槽并被机械地锁定其中。如果需要的话，焊丝12通过使歧管10经过一套压辊构成的捏钳被压入凹槽，于是将获得如图3C所示的最终形状。

图4A-4C的实施例不同于图3A-3C中所表示的，不同之处在于歧管15有一个具有顶端的横截面尺寸较大的凹槽16，该尺寸大于放入凹槽中的填充金属线17的直径(图4B)。在这种情况下金属线17在经过一套压辊构成的捏钳时可以很容易的放入歧管15的凹槽16中，从而得到图4C所示的产品。

图5中所示的歧管20关于前面图中的歧管作了修改，这里一个圆管作歧管，它有两处延伸21和26，其上两个沟槽23、24，它们位于歧管的开口25的端部以接收换热管。

在各种情况下挤压管都有这样放置的沟槽23、24，以使钎焊复合剂或填充金属丝27更容易和该管联接，即最后组装到开口或缝隙25。当钎焊复合剂达到熔点，熔融的液体金属由于毛细作用更容易被引入到连接处。当管直径相当小，如10-40mm，CURRATURE的半径是这样的：把熔融金属移动到连接处的主要动力是毛细作用。换热器在钎焊炉中的典型定位方式是把歧管的长轴放在水平方向。连接处可从顶部和底部沟槽引来熔化的金属。

当直径变大时重力的作用将更加重要。这时歧管的设计可以这样修改，开口或缝隙15放在最小CURRATUR的表面以防止填充金属在熔融时从沟槽中流出。

本发明还提供了一种精确控制填充金属数量的方法。本领域的技术人员知道填充金属太少将导致很小或不防漏的焊缝。太多的填充金属将导致管的腐蚀严重的也将因为漏洞而终结。成功的钎焊或软焊所要求的填充金属的数量取决于需要填充的实际孔隙或间隔。在换热器中的歧管和换热管连接的情况，这种孔隙的体积不同于换热管的外部尺寸、歧管开口(换热管由此插入)的内部尺寸和歧管管壁的厚度。当每个歧管上换热管和歧管连接的总数已知，所需要的填充金属的总量可以计算得出。基于这个计算结果所需的填充金属可以容易地注入凹槽。

Claims (9)

1.一种通过钎焊或软焊与另一铝制品焊接在一起的铝制品，其特征在于第一铝制品的外表面部分设有至少有一个凹坑，其中锁定一定量的钎焊材料，该第一铝制品将与第二铝制品连接。

2.如权利要求1所述的铝制品，特征在于每个凹坑都具有凹槽的形状，并且该一定量的钎焊材料都是金属丝的形状。

3.如权利要求1或权利要求2所述的铝制品，特征在于该定量钎焊材料通过力的传递和/或成形锁定方式固定到凹坑中的。

4.如权利要求2或3所述的铝制品，特征在于该凹槽具有大于半圆的圆形横截面。

5.如权利要求2或3所述的铝制品，特征在于凹槽具有顶尺寸较小的梯形横截面。

6.如权利要求4或5所述的铝制品，特征在于嵌入钎焊材料后凹槽被变形以锁定钎焊丝。

7.如以上任一权利要求所述的铝制品，特征在于该铝制品由挤压制成并且有凹平行于挤压方向延伸的槽。

8.如以上任一权利要求所述的铝制品，特征在于该铝制品是用于换热器的歧管。

9.一种制造如权利要求1-8中任一权利要求所述的铝制品的方法，它包括挤压铝制品，该铝制品上有至少一个沿挤压方向延展的凹槽，特征在于延展后立刻将一个钎焊丝嵌入该凹槽中。

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