ES2953748T3 - Procedimiento para fabricar un intercambiador de calor de placas - Google Patents

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Ulrich Rusche
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Abstract

La invención se refiere a un método para producir un intercambiador de calor de placas. Están previstas dos placas de un material metálico, poniéndose en contacto las placas con un material de soldadura dispuesto entre las placas. Las placas se calientan hasta una primera temperatura. Las placas se colocan en una herramienta cuyas superficies de molde presentan cavidades para las estructuras de canales previstas. Las estructuras de canales se forman mediante la formación de presión interna local de al menos una placa bajo la aplicación de presión por parte de la herramienta. Las placas se calientan a una segunda temperatura. Las placas se conectan a las superficies en contacto mediante soldadura. La invención se refiere además a un intercambiador de calor de placas que comprende dos placas de un material metálico, estando formadas estructuras de canales en al menos una placa y unidas las placas entre sí mediante soldadura lejos de las estructuras de canales, caracterizado porque las estructuras estructurales eutécticas En la capa de soldadura están formados aquellos con una dimensión más larga inferior a 50 micrómetros. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para fabricar un intercambiador de calor de placas
La invención se refiere a un procedimiento para fabricar un intercambiador de calor de placas.
Los intercambiadores de calor de placas se utilizan, por ejemplo, para controlar la temperatura de las unidades de almacenamiento de energía eléctrica en los vehículos de motor. A este respecto, se conoce controlar la temperatura de todas las unidades de almacenamiento que están dispuestas en un contenedor con un intercambiador de calor de placas de gran superficie. Asimismo, se conoce controlar la temperatura de módulos individuales de unidades de almacenamiento. En particular, las unidades de almacenamiento se deben enfriar durante el funcionamiento o durante la carga.
Además, los intercambiadores de calor de placas se pueden utilizar en muchas otras áreas técnicas y, por lo tanto, presentan una amplia gama de dimensiones.
Por el documento DE 102010 051 106 A1 se conoce un intercambiador de calor de placas que se compone de dos elementos de placas de aluminio. En los elementos de placa se forman protuberancias, que entre sí forman al menos un canal de refrigeración. A continuación, los elementos de placa se conectan entre sí mediante soldadura. Este procedimiento de fabricación hace necesaria una herramienta de conformación separada. Además, la soldadura es un procedimiento complejo y costoso, donde además la longitud del cordón de soldadura también aumenta con dimensiones crecientes. El aporte de calor también es desventajoso para la resistencia del material.
En el documento DE 102014219812 A1 se da a conocer un procedimiento en el que se dispone un agente separador entre dos chapas de metal para definir estructuras de canal. Las chapas de metal se conectan de forma inseparable entre sí en un procedimiento de unión por laminación. Las zonas tratadas con agente separador luego se inflan para configurar las estructuras de canal. Pero, en el caso de la unión por laminación, la precisión dimensional disminuye con tamaño de placa creciente. Además, la selección de posibles combinaciones de materiales para las chapas de metal está limitada.
Finalmente, también se conoce soldar entre sí las dos placas durante la fabricación de un intercambiador de calor de placas. El documento DE 2012009 148 B4 da a conocer un componente de dos capas de metal, de las que al menos una está perfilada, de modo que se forma una cavidad entre las dos capas para transportar un medio en la misma. Las dos capas también se pueden conectar entre sí mediante soldadura. Es una práctica común realizar la soldadura en un horno, a través del cual se transportan los componentes. Además del horno, también hay una herramienta de conformación y puntos de fijación especiales para los componentes en el horno, lo que implica altos costos de inversión. Además, el proceso de soldadura dura de una a dos horas, lo que va acompañado con largos tiempos de ciclo. Esta solicitación prolongada al calor también tiene la desventaja de que se producen precipitaciones de magnesio con aleaciones de aluminio de alta resistencia, que debilitan la conexión soldada. Por lo tanto, estos materiales no se pueden utilizar para un intercambiador de calor de placas.
Por lo tanto el objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la fabricación económicamente rentable, de gran precisión dimensional y flexible respecto a los materiales, de intercambiadores de calor de placas que haga posible una mayor vida útil.
Este objetivo se logra mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1.
Las configuraciones particulares de la invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes.
La invención se refiere a un procedimiento para fabricar un intercambiador de calor de placas con las siguientes etapas:
- facilitar dos placas de un material metálico, donde las placas se ponen en contacto y donde un material de soldadura se dispone entre las placas,
- calentar las placas a una primera temperatura,
- colocar las placas en una herramienta cuyas superficies de moldeo presentan cavidades para estructuras de canal previstas,
- configurar estructuras de canal por conformación local técnica por presión interna de al menos una placa bajo la aplicación de presión por parte de la herramienta,
- calentar las placas a una segunda temperatura,
- conectar por soldadura las placas a las superficies situadas en contacto.
Las placas se calientan primero a una primera temperatura junto con el material de soldadura dispuesto entre las placas. Esta se selecciona de tal manera que, aunque el material de al menos una de las placas se pueda moldear más fácilmente, el material de soldadura aún no se ha fundido. La primera temperatura es preferiblemente de 200 °C a 550 °C, de manera especialmente preferible de 300 °C a 350 °C.
Durante la conformación técnica por presión interna se conduce un medio a alta presión entre las placas. En la zona de las cavidades, el material de las placas se puede deformar y apoyar contra las superficies internas de las cavidades, por lo que se crean estructuras de canal huecas, mientras que, en las zonas alejadas de las cavidades, las placas permanecen en pleno contacto. Al mismo tiempo, las placas se mantienen en posición una con respecto a la otra. Debido a la configuración reproducible de estructuras de canal precisas en una herramienta, el procedimiento conduce de manera ventajosa a un intercambiador de calor de placas con una forma muy estable.
La conformación técnica por presión interna se realiza preferiblemente por medio de un gas inerte, por ejemplo, nitrógeno. A este respecto, el gas puede estar precalentado.
Al configurar las estructuras de canal, también se pueden incorporar acanaladuras que aumentan la rigidez en el intercambiador de calor de placas, que no están en conexión de fluido con las estructuras de canal.
A continuación, las placas se calientan a una segunda temperatura a la que se funde el material de soldadura y se origina la conexión soldada en las superficies situadas en contacto. Por lo tanto, se crea una conexión estable entre las placas. Ventajosamente, la segunda temperatura es de 550 °C a 650 °C, preferiblemente de 600 °C a 615 °C.
Preferiblemente, las placas se calientan uniformemente a la segunda temperatura en sus zonas provistas de material de soldadura, donde el rango de temperatura AT a través de la placa es menor de 50 K, preferiblemente menor de 10 K.
Una configuración ventajosa de la invención prevé que la herramienta se pueda calentar y que el calentamiento a la primera temperatura se realice en la herramienta. El calentamiento de las placas se realiza por medio de conducción de calor, lo que conduce a un calentamiento especialmente rápido de las placas. Además, la conformación técnica por presión interna se puede iniciar inmediatamente al alcanzar la primera temperatura. Por lo tanto, se pueden conseguir un acortamiento de los tiempos de ciclo y se ahorran dispositivos adicionales para calentar y transportar las placas.
Además, es ventajoso que la unión por soldadura de las placas se realice igualmente en la herramienta, con la aplicación de presión por parte de la herramienta. Esto significa que, después de la conformación técnica por presión interna, las placas permanecen preferiblemente en la herramienta y se calientan más a la segunda temperatura. Esto también se realiza en muy poco tiempo debido al contacto directo con la herramienta. Aquí también es ventajoso que las placas estén montadas de forma inmóvil entre sí, de modo que ya no sea posible una distorsión o un desplazamiento entre sí. Esto también conduce a una alta precisión dimensional en los intercambiadores de calor de placas.
La duración total del procedimiento es de unos pocos minutos, lo que es considerablemente más corto que el tiempo de permanencia habitual en un horno de soldadura de hasta varias horas.
Preferiblemente, la herramienta está precalentada. En particular, está precalentada a una temperatura de 550 °C a 700 °C, preferiblemente a una temperatura de 600 °C a 650 °C, especialmente preferiblemente a una temperatura de 615 °C a 625 °C. Después de insertar las placas en la herramienta precalentada, se realiza directamente un calentamiento de las placas y del material de soldadura, que se realiza más rápidamente cuanto mayor sea la temperatura de la herramienta. Esto también contribuye a una reducción de los tiempos de ciclo.
En una configuración ventajosa de la invención, está previsto que estén previstas acanaladuras de sellado adyacentes a las cavidades de las superficies de moldeo y/o rodeando la herramienta, para sellar las estructuras de canal originadas durante la conformación técnica por presión interna. Por lo tanto, las placas se presionan entre sí localmente con alta presión, de modo que la conformación técnica por presión interna se realiza en la zona de las cavidades de forma precisa y con una gran precisión dimensional.
Ventajosamente, una placa está prevista como placa base, la otra placa como placa de conformación y las estructuras de canal se generan en la placa de conformación. Esto significa que solo una de las dos placas se conforma técnicamente por presión interna y la herramienta solo presenta las cavidades necesarias para ello en una parte de herramienta. Esto reduce el esfuerzo para la facilitación de la herramienta. También es posible asignar una función adicional a la placa base, por ejemplo, como placa de protección del suelo.
La placa base presenta preferentemente un espesor de 0,5 a 5 milímetros, preferiblemente de 1 a 2 milímetros.
La placa de conformación presenta preferentemente un espesor de 0,2 a 2 milímetros, preferiblemente de 0,8 a 1 milímetro.
El espesor de las placas también depende del material utilizado, por ejemplo, la aleación concreta y/o el pretratamiento, y sus propiedades.
Otra realización ventajosa de la invención prevé que las placas estén hechas de una aleación de aluminio, preferiblemente de una aleación de aluminio de alta resistencia. A este respecto, las placas individuales pueden estar hechas de diferentes aleaciones. Estas pueden ser aleaciones que se usan típicamente en procedimientos de soldadura, por ejemplo, aleaciones de la serie 3000, por ejemplo, 3003 o 3005. Pero también pueden ser aleaciones de la serie 5000. Las aleaciones de las series 6000 y 7000 generalmente son válidas como difíciles de soldar porque se forman precipitados de magnesio en la superficie durante el calentamiento generalmente lento hasta la temperatura de soldadura. Sin embargo, el procedimiento según la invención permite un calentamiento muy rápido de las placas, en el rango de segundos o algunos minutos, a diferencia de las varias horas en los procesos de soldadura en horno convencionales. Esto significa que también se pueden evitar en gran medida los precipitados de magnesio. Por lo tanto, las aleaciones de aluminio de un procedimiento según la invención también entran en consideración para el uso en un intercambiador de calor de placas, que no se pueden usar habitualmente. Las aleaciones de aluminio de alta resistencia, a su vez, permiten funciones adicionales que el intercambiador de calor de placas puede asumir, por ejemplo, como componente estructural.
Preferiblemente, una de las dos placas está provista de una capa de soldadura chapada. Esto facilita el manejo de las placas y evita una etapa de trabajo adicional para aplicar la soldadura.
Ventajosamente, las placas están dispuestas de modo que la placa soldada chapada esté dispuesta arriba en la herramienta. Durante el proceso de soldadura, los procesos de difusión a la placa inferior pueden ser asistidos por gravedad y garantizar una conexión más estable.
Además, se genera una abertura de conexión en al menos una de las placas. Esto se puede realizar, por ejemplo, mediante punzonado, corte u otro procedimiento. La abertura de conexión sirve para recibir un elemento de conexión a través del que se introduce o bien descarga posteriormente el medio refrigerante.
Además, sobre o en esta abertura de conexión está dispuesto un elemento de conexión. El elemento de conexión se dispone preferiblemente sobre o en la abertura de conexión. De forma especialmente preferida, el elemento de conexión se dispone con un anillo de soldadura y/o una pasta de soldadura en la abertura de conexión. Así, la conexión entre el elemento de conexión y la placa asociada se puede realizar simultáneamente con la conexión por soldadura de las placas.
Además, una configuración especial de la invención prevé que el medio para la conformación técnica por presión interna se incorpore a través de la abertura de conexión. Por lo tanto, no se necesitan conexiones adicionales para introducir el medio para la conformación técnica por presión interna. Se utilizan las conexiones ya presentes para introducir o descargar un medio refrigerante.
Ventajosamente, en el procedimiento según la invención se utiliza una herramienta cuyas superficies de moldeo están provistas de un recubrimiento para evitar una adherencia de las placas. A este respecto, puede ser, por ejemplo, un revestimiento de cerámica u otros materiales adecuados.
Junto con esto o como alternativa puede estar previsto que entre las placas y las superficies del molde de la herramienta esté dispuesto un agente separador para evitar una adherencia de las placas. El agente separador puede ser, por ejemplo, un fluido adecuado que se aplica sobre las placas o las superficies de moldeo de la herramienta. Alternativamente, puede ser una chapa de lámina que se inserta entre la placa y la herramienta. Alternativamente, puede ser una chapa de desgaste que también está fijada de forma desmontable en la herramienta.
Preferiblemente, está previsto que mediante la herramienta se aplique una primera presión durante la conformación técnica por presión interna y que mediante la herramienta se aplique una segunda presión durante la conexión por soldadura de las placas, donde la primera presión es mayor que la segunda presión. Durante la conformación, en las placas se aplica una mayor presión para fijar las placas entre sí y generar una contrapresión respecto al medio introducido para la conformación por presión interna y para sellar las estructuras de canal para lograr una alta precisión dimensional. Posteriormente, la presión aplicada se reduce, lo que va acompañado con la temperatura creciente, ya que las temperaturas altas favorecen la adherencia. Debido a presión reducida, se disminuyen las tensiones normales en las placas, que son una causa para la adherencia del material de placa a la herramienta.
Una variación de presión de este tipo se puede posibilitar y apoyar por herramientas montadas por resorte. Al utilizar herramientas montadas por resorte también se puede influir en el proceso de calentamiento, en tanto que se modifica la conducción de calor entre la herramienta y las placas mediante una variación de la presión de apriete.
Después de la conexión por soldadura de las placas, estas se enfrían nuevamente. El enfriamiento se puede realizar mediante aplicación de un medio de refrigeración en o después de retirarlo de la herramienta. Alternativamente, el intercambiador de calor de placas también se puede transferir a una herramienta de refrigeración o un marco de refrigeración. También es posible una combinación de estas u otras etapas del procedimiento.
En particular, el medio se puede usar para la conformación técnica por presión interna para el enfriamiento o para el apoyo del proceso de enfriamiento. Si el medio es un gas inerte, por ejemplo, nitrógeno, da como resultado la ventaja adicional de que se evita la formación de una capa de óxido. Además, el enfriamiento se realiza algo más uniforme y reduce una deformación de las placas, que se pueden provocar por tensiones internas.
El período de enfriamiento entre la conexión por soldadura y la solidificación de soldadura es preferentemente menor que 60 segundos, preferiblemente menor que 20 segundos, de forma especialmente preferida menor que 10 segundos. Este corto tiempo de enfriamiento tiene como consecuencia que se configuran microestructuras eutécticas con una extensión más larga de menos de 50 micrómetros en la capa de soldadura. En los procedimientos convencionales, estas microestructuras son de grano mucho más grueso y forman estructuras alargadas en forma de aguja con una longitud de 200 micrómetros o más. Estas se originan porque, en los procedimientos de soldadura convencionales, como la soldadura en horno, el enfriamiento puede durar varias decenas de minutos y las estructuras se desarrollan durante este tiempo. Pero la microestructura de grano fino conduce a que la conexión soldada es claramente más estable y resistente a la fatiga. La microestructura de grano fino se forma en particular en la zona de transición entre las placas situadas en contacto y las estructuras de canal y evita grietas y separaciones prematuras de las placas en esta zona fuertemente cargada durante el funcionamiento. De este modo, se aumenta claramente la vida útil de los intercambiadores de calor de placas según la invención.
Además, preferiblemente en el transcurso de menos de 72 horas después del enfriamiento, se conecta un tratamiento térmico a una temperatura de 140 °C a 250 °C durante un período de 20 minutos a 24 horas, preferiblemente de 20 minutos a 8 horas, de manera especialmente preferida de 20 minutos a 2 horas. De manera ventajosa, las propiedades de resistencia de los intercambiadores de calor de placas se pueden mejorar al usar aleaciones de aluminio de alta y ultra alta resistencia.
Un intercambiador de calor de placas fabricado según la invención comprende dos placas de un material metálico, donde las estructuras de canal están configuradas en al menos una placa y las placas, lejos de las estructuras de canal, están conectadas entre sí técnicamente por soldadura, caracterizado por que las microestructuras eutécticas están configuradas con una mayor extensión de menos de 50 micrómetros en la capa de soldadura. Tal como ya se ha explicado anteriormente, una microestructura de este tipo conduce a una conexión permanentemente estable de las dos placas y, por lo tanto, a un intercambiador de calor de placas resistente a la fatiga con una larga vida útil.
Las microestructuras eutécticas están configuradas preferiblemente en acumulaciones de soldadura en la zona de transición desde las placas situadas en contacto con las estructuras de canal. Durante el funcionamiento, esta zona está expuesta a solicitaciones especialmente altas cuando se conduce un medio refrigerante a través de las estructuras de canal. En consecuencia, una configuración de la microestructura en este punto conduce como resultado a una resistencia mejorada al agrietamiento y la delaminación en esta zona sensible.
El intercambiador de calor de placas se fabrica mediante un procedimiento según la invención.
Preferentemente, el intercambiador de calor de placas se fabrica técnicamente por presión interna. Respecto a las ventajas en este sentido, se remite a lo explicado anteriormente para evitar repeticiones. Lo mismo es válido para las características representadas a continuación.
Además, una de las placas es ventajosamente una placa base y una de las placas es una placa de conformación en la que están configuradas las estructuras de canal.
A este respecto, la placa base presenta preferiblemente un espesor de 0,5 a 5 milímetros, preferiblemente de 1 a 2 milímetros.
La placa de conformación presenta preferiblemente un espesor de 0,2 a 2 milímetros, preferiblemente de 0,8 a 1 milímetro.
Además, en una forma de realización preferida del intercambiador de calor de placas, al menos una de las placas presenta un límite elástico Rp0,2 en el ensayo de tracción de más de 100 MPa, preferiblemente más de 140 MPa, de manera especialmente preferible más de 160 MPa.
Muestran:
Figura 1 un ejemplo de realización de un procedimiento según la invención
Figura 2 un diagrama de tiempo-temperatura de un procedimiento según la invención
Figura 3 una representación de la microestructura en la capa de soldadura de un intercambiador de calor de placas según la invención.
En las figuras 1 y 2 están representados esquemáticamente un procedimiento según la invención para fabricar un intercambiador de calor de placas, así como el desarrollo de temperatura asociado. En primer lugar, se proporcionan una placa base 1 y una placa de conformación 2. A este respecto, son placas de una aleación de aluminio 3000, por ejemplo, una aleación con la designación 3003, 3005, 3903 o 3905. El espesor de la placa base 1 es aquí de 1,3 milímetros a 2 milímetros. El espesor de la placa de conformación 2 es de 0,5 milímetros a 1,5 milímetros. La placa de conformación 2 está chapada con un material de soldadura. En la placa base 1 se crea una abertura de conexión 3. En la abertura de conexión 3 se dispone un elemento de conexión 4 junto con un anillo de soldadura 5.
La placa base 1 y la placa de conformación 2 se ponen en contacto y se colocan en una herramienta 6 precalentada. A este respecto, la herramienta 6 se precalienta a una temperatura de aproximadamente 630 °C. La herramienta 6 comprende una herramienta superior 7 y una herramienta inferior 8. En la superficie de moldeo 9 de la herramienta superior 7 se incorporan cavidades 10, que corresponden a las estructuras de canal previstas del intercambiador de calor de placas a fabricar. La herramienta inferior 8 presenta aberturas de recepción 11 para el elemento de conexión 4. A las aberturas de recepción 11 están conectados canales de suministro 12 para un medio 14 para la conformación técnica por presión interna.
Luego se cierra la herramienta 6. Esto corresponde al instante t0 en el diagrama de la figura 2. El calor puesto a disposición en la herramienta 6 se transfiere a las placas 1, 2, que por lo tanto se calientan.
En un instante t1 se alcanza una primera temperatura T1 prevista, a la que se inicia la conformación técnica por presión interna. El instante concreto depende de la temperatura de la herramienta 6 así como del material y espesor de las placas 1,2. En el caso de las placas 1,2 de aluminio, el período de tiempo entre t0 y t1 es de solo algunos segundos debido a sus buenas propiedades de conductividad térmica. La primera temperatura T1 es de 300 °C a 350 °C en este ejemplo de realización.
Un medio 14, preferentemente un gas inerte como nitrógeno, se conduce bajo presión a través del canal de alimentación 12, el elemento de conexión 4 y la abertura de conexión 3 entre las placas 1, 2 para la conformación técnica por presión interna. A este respecto, la placa de conformación 2 se deforma hasta que entra en contacto con la superficie de moldeo 9 de la herramienta superior 7. La herramienta 6 también aplica una primera presión p1 en las placas 1, 2 para contrarrestar la presión interna del medio 14 y para sellar las estructuras de canal resultantes. Adyacentes a las cavidades 10 de las superficies de moldeo 9 están previstas acanaladuras de sellado 13 que garantizan que el proceso de conformación tiene lugar exclusivamente en la zona de las cavidades 10. Por lo tanto, se garantiza una alta precisión dimensional y precisión de conformación.
Cuando se completa el proceso de conformación (instante t2), las placas 1, 2 se calientan más. A aproximadamente 560 °C, el material de soldadura comienza a fundirse en este desarrollo de procedimiento a modo de ejemplo. En un instante t3 se alcanza la segunda temperatura T2. Nuevamente, el período de tiempo necesario para el calentamiento depende de los materiales utilizados. La segunda temperatura T2 es aquí de 600 °C a 615 °C, preferiblemente alrededor de 610 °C. Comienza la conexión por soldadura de las placas 1,2 bajo la aplicación de calor y una segunda presión p2 por la herramienta 6. A este respecto, las zonas, situadas en contacto sobre toda la superficie, de las placas 1,2 se conectan por adherencia de materiales. Al mismo tiempo, el elemento de conexión 4 se conecta por adherencia de materiales con la placa base 1 mediante el anillo de soldadura 5.
La segunda impresión p2 es menor que la primera presión p1, para contrarrestar una posible adherencia de las placas de aluminio 1, 2 a la herramienta 6. Con esta finalidad, la herramienta superior 7 y/o la herramienta inferior 8 presentan un cojinete de resorte.
La conexión por soldadura se completa en un instante t4. A continuación, las placas 1,2 conectadas entre sí se enfrían de nuevo a temperatura ambiente (instante t6). Para ello, el intercambiador de calor de placas 15 se retira de la herramienta 6 y se transfiere o bien a una herramienta de refrigeración o bien se deposita en un marco de refrigeración.
En particular, el medio se puede usar para la conformación por presión interna para el enfriamiento o para el apoyo del proceso de enfriamiento. Al usar nitrógeno como medio inerte, da como resultado la ventaja adicional de que se evita la formación de una capa de óxido. Además, el enfriamiento es algo más uniforme y reduce una deformación de las placas, que se puede provocar por tensiones internas.
Opcionalmente se pueden realizar otras etapas de tratamiento térmico durante o después de esto.
El material de soldadura se ha solidificado en el instante t5. El período de tiempo entre t4 y t5 es preferentemente muy corto y es solo de algunos minutos o incluso segundos. El corto tiempo de enfriamiento hasta la solidificación de la soldadura conduce a que están configuradas microestructuras eutécticas con una extensión más larga de menos de 50 micrómetros en la capa de soldadura.
La figura 3 confronta dos micrografías. En la ilustración de la izquierda está representada una acumulación de soldadura en la zona de transición entre las estructuras de canal y las placas 1,2 situadas en contacto, que se deberían encontrar en el plano del dibujo a la derecha de la ilustración. Esta conexión de soldadura se ha generado en un proceso de soldadura de horno convencional con largos tiempos de enfriamiento. Están configuradas microestructuras eutécticas, que son alargadas o con forma de aguja y presentan una extensión de longitud de 200 micrómetros y más.
Por el contrario, en la ilustración de la derecha se muestra una capa de soldadura que se ha generado con un procedimiento según la invención. Las microestructuras eutécticas correspondientes están configuradas en las zonas oscuras. Estas son mucho más finas que en la ilustración de la izquierda, con extensiones menores de 50 micrómetros. La microestructura de grano fino conduce a que la conexión soldada es claramente más estable y resistente a la fatiga. En particular, esto es importante en la zona de la transición entre las estructuras del canal y las zonas soldadas, ya que allí se producen altas solicitaciones durante el funcionamiento, que pueden conducir a grietas y la separación de las dos placas 1, 2.
Referencias:
1 - Placa base
2 - Placa de conformación
3 - Abertura de conexión
4 - Elemento de conexión
5 - Anillo de soldadura
6 - Herramienta
7 - Herramienta superior
8 - Herramienta inferior
9 - Superficie de moldeo de 7
10 - Cavidad
11 - Abertura de recepción
12 - Canal de alimentación
13 - Acanaladura de sellado
14 - Medio
15 - Intercambiador de calor de placas
p1 - Primera presión
p2 - Segunda presión
T1 - Primera temperatura
T2 - Segunda temperatura
t0 - Instante
t1 - Instante
t2 - Instante
t3 - Instante
t4 - Instante
t5 - Instante
t6- Instante

Claims (19)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la fabricación de un intercambiador de calor de placas (15) con las siguientes etapas:
• facilitar dos placas (1,2) de un material metálico, donde las placas (1,2) se colocan en su lugar, donde un material de soldadura se coloca entre las placas (1,2),
• calentar las placas (1,2) a una primera temperatura (T1),
• colocar las placas (1,2) en una herramienta (6) cuyas superficies de moldeo (9) presentan cavidades (10) para las estructuras de canal previstas,
• configurar estructuras de canal por conformación por presión interna local de al menos una placa sometida a presión (p1, p2) por la herramienta (6),
• calentar las placas (1,2) a una segunda temperatura (T2),
• conectar por soldadura las placas (1,2) a las superficies que se encuentran en la instalación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado por que la herramienta (6) se puede calentar y el calentamiento se lleva a cabo a la primera temperatura (T1) en la herramienta (6).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la unión por soldadura de las placas (1,2) también se realiza en la herramienta (6) con aplicación de presión (p1, p2) a través de la herramienta (6).
4. Procedimiento según la reivindicación 2 o 3 caracterizado por que la herramienta (6) está precalentada, en particular a una temperatura de 550 °C a 700 °C, preferentemente a una temperatura de 600 °C a 650 °C, con especial preferencia a una temperatura de 615 °C a 625 °C.
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la primera temperatura (T1) es de 200 °C a 550 °C, preferentemente de 300 °C a 350 °C.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la segunda temperatura (T2) es de 550 °C a 650 °C, preferentemente de 600 °C a 615 °C.
7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que adyacente a las cavidades (10) de las superficies de moldeo (9) y/o alrededor de la herramienta, están previstas acanaladuras de sellado (13) para sellar las estructuras de canal resultantes durante la conformación por presión interna.
8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que una placa está prevista como placa base (1), la otra placa como placa de conformación (2) y las estructuras de canal se generan en la placa de conformación (2).
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que las placas (1,2) consisten en una aleación de aluminio, preferentemente de una aleación de aluminio de alta resistencia.
10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que una de las dos placas (1.2) está provista de una capa de soldadura revestida.
11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en al menos una de las placas (1,2) se genera una abertura de conexión (3).
12. Procedimiento según la reivindicación 11 caracterizado por que se dispone un elemento de conexión (4) junto a o en esta abertura de conexión (3).
13. Procedimiento según la reivindicación 11 o 12, caracterizado por que el medio (14) se introduce para la conformación por presión interna a través de la abertura de conexión (3).
14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se utiliza una herramienta (6) cuyas superficies de moldeo (9) están provistas de un recubrimiento para evitar una adherencia de las placas (1,2).
15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que entre las placas (1,2) y las superficies de moldeo (9) de la herramienta (6) está dispuesto un agente de separación para evitar que las placas (1.2) se adhieran.
16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la conformación por presión interna se aplica una primera presión (p1) a través de la herramienta (6) y en la unión por soldadura de las placas (1,2) se aplica una segunda presión (p2) a través de la herramienta (6), donde la primera presión (p1) es más alta que la segunda presión (p2).
17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el intervalo de tiempo de enfriamiento entre la unión por soldadura y la rigidez de soldadura es inferior a 60 segundos, preferentemente inferior a 20 segundos, con especial preferencia inferior a 10 segundos.
18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que después de la unión por soldadura de las placas (1,2), estas se enfrían en un tiempo inferior a 60 segundos, preferentemente menos de 20 segundos, con especial preferencia menos de 10 segundos a una temperatura inferior a 200 °C, preferentemente inferior a 60 °C.
19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en menos de 72 horas después del enfriamiento sigue un tratamiento térmico a una temperatura de 140 °C a 250 °C durante un periodo de tiempo de 20 minutos a 24 horas, preferentemente de 20 minutos a 8 horas, con especial preferencia de 20 minutos a 2 horas.
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