蒸发器冷凝器生产必备.docx
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蒸发器冷凝器生产必备
蒸发器及冷凝器的生产
前期准备工作:
1、了解蒸发器及冷凝器的种类及材质
2、了解蒸发器及冷凝器的各部分组成
3、了解蒸发器及冷凝器的生产工艺及加工过程
4、了解蒸发器及冷凝器的生产检验标准
5、了解蒸发器及冷凝器的生产及加工所需的各种设备及工装
一、蒸发器及冷凝器的种类及材质
1、分类
蒸发器:
管片式、管带式、层叠式
冷凝器:
管片式、管带式、鳍片式、平流式(单元平流
式和多元平流式)
2、材质
主要材料为铝材,镀锌铝材及铝合金等。
例如:
扁管采
用1050-H112表面喷锌,镀锌量为8-12g/m2;翅片采用
AA4343+1%Zn-H14双面复合,复合率为10%±2%集流管采用AA3003/AA4343单面复合+Zn/1%(外表面)复合率为10%±2%等等。
二、蒸发器及冷凝器的各部分组成
主要组成部件:
集流管、翅片、扁管、隔板
三、蒸发器及冷凝器的生产工艺及加工过程
蒸发器:
翅片、肋片一组装一焊接一检测一最终组装
冷凝器:
翅片一组装一焊接一检测一最终组装
在汽车空调系统中,层叠式蒸发器最具有潜力。
层叠式蒸发器是在管带式以后发展起来的新型结构形式,是由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成的制冷剂通道,每两组流道之间夹有波浪型散热带。
层叠式蒸发器同样需要双面复合铝材,并且焊接要求更高,两片铝板之间只要存在未焊住的微小缝隙,就会发生制冷剂泄漏。
因此这种形式的蒸发器加工难度大,但换热效率也最高,结构最紧凑。
它的换热效率比管带式提高10%左右,所以说它是最具有潜力的蒸发器。
层叠式蒸发器吸取了多元平行流的优点,在两片形成的流道中采用初进入蒸发器的流道截面较窄,以后逐渐加宽,适应气体比容比液体大,所占用的流道容积大的需要,使蒸发器面积得到更有效的利用。
汽车空调系统中的冷凝器目前主要采用平流式冷凝器,其它低端的还有套片式冷凝器、管带式冷凝器。
目前的多元平行流冷凝器是指冷媒的回路不是单一的一个循环,而是经过多个回路循环的。
冷凝器的制作过程包括铝管的加工和定型、管路的装配、散
热翅片的加工、接头的加工或定制、成品的焊接(钎焊)和产品检漏及表面处理等。
下面介绍一下最重要的管材加工和钎焊工艺:
平流式冷凝器采用扁管,制冷剂由管接头进入圆柱形集管,然后分流进入椭圆扁管,平行的流到对面的集管,最后通过跨接管回到管接头座。
扁管之间嵌有散热片。
这种冷凝器具有空气侧和制冷剂侧的压力损失小、传热系数高、重量轻、结构紧凑和制冷剂充灌量少等特点,更适合于R134a工质。
据文献介绍,与管带式冷凝器相比,在制冷剂相同的情况下,平流式的制冷剂侧压力降只是管带式的20%,而换热性能却能提高约70%。
由于平行流铝扁管能够承载较高的工作压力和较大的散热量,该铝扁管在经过表面在线喷锌处理后,能够同时具有与翅片
的可焊合性能和良好的防腐蚀性能,成为新型制冷剂的最佳选择。
该产品材质牌号基本为纯铝,如1200或D97等,目前的生产方
式有铸棒挤压和铝杆连续挤压两种,生产步骤为:
挤压->喷锌->
盘管->矫直和无屑切割。
目前仅欧洲、日本能够生产质量较好的平行流铝扁管,韩国
在近两年也具备了一定的生产能力,国内则主要有少数几家工厂
采用Conform机铝杆连续挤压的方式进行生产,但是这种方式生产的平行流铝扁管由于其杂质含量高,因此质量上不是很好。
钎焊技术:
是采用比母材熔点低的材料作钎料,将焊件和钎料加
热到高于钎料熔点但低于母材熔化的温度(使母材仍保持为固态),利用液态钎料的润湿作用填充接头间隙,与母材相互扩散实现被焊工件连接的一种方法。
铝合金比强度高、导热性好、耐腐蚀、易成形,是制造热交换器的理想材料。
为减轻重量,提高
换热效率,轿车空调热交换器普遍采用管带式、平流式和层叠式等全铝热交换器。
铝热交换器生产的关键技术是钎焊,无腐蚀性钎焊方法有钎剂炉中钎焊(以下简称钎焊)和真空钎焊,钎焊主要用于管带式和平流式冷凝器的大规模钎焊。
钎焊炉一钎焊炉有连续隧道炉和分批式单室炉两种类型,保护气氛可采用静态或强迫对流方式,国内引进的钎焊炉都是静态气氛隧道炉。
隧道炉一般由钎剂涂敷装置(喷淋室)、干燥室(烘干炉)、钎焊室、水冷罩室、空冷室几部分组成。
钎剂涂敷装置依靠传送带运输,对热交换器喷涂钎剂悬浮液,然后吹除多余的液体。
干燥室在200C左右烘干钎剂。
钎焊室为整体不锈钢马弗结构,马弗进口端固定,出口端浮动,不锈钢网带从马弗内穿过,马弗内为氮气保护环境,工件在马弗内完成钎焊。
氮气从工件升温到钎焊温度的那一段进入马弗,向钎焊室进出口方向排
出,同时钎焊室进出口处用大流量氮气隔离车间气氛。
马弗上下
布置电加热元件,分区PID控制,四周为绝热层和外部钢壳。
水冷罩室和空冷室位于钎焊室的尾部,钎焊后的热交换器先后经过
水冷罩室和空冷室,被冷却至室温。
四、蒸发器及冷凝器的技术标准
对蒸发器及冷凝器的基本要求是:
1、要有高的换热效率2、重量轻,安装空间小3、制冷剂侧及空气侧的阻力要小4、抗震性能好5、耐腐蚀性能好
目前最常用的蒸发器和冷凝器分别为层叠式蒸发器和多元
平流式冷凝器,下面就以这两种目前应用最广的换热器为例说说其技术标准:
层叠式蒸发器技术标准
平流式冷凝器技术标准
1.本标准规定了平行流冷凝器芯体总成的技术要求、试验方法、
检验规则、标志、包装、运输与贮存要求。
本标准适用于平行流冷凝器芯体总成(以下简称芯体)的制造,测试和检验。
2.规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
当这
些文件被修订时,其最新版本将自动适用于本标准。
GB10125人造气氛中的腐蚀试验盐雾试验
3.结构
芯体采用全铝平行流结构。
芯体由集流管、扁管、翅片、边板等零件组成。
4.技术要求
4.1尺寸与外观
芯体的外观和尺寸应符合图纸要求。
除图纸要求外,零件的外观应遵守良好的商品惯例。
芯体翅片焊合率应大于98%翅片倒伏不允许超过2处,且每处
不能大于1cm2;不允许存在表面碰伤、擦伤、油漆剥落等有损
外观的缺陷。
经检验合格的产品才能使用。
更新制造模具和设备时,应认可后方可使用。
4.2主要零件材料要求
材料应符合图纸及有关技术条件的要求。
每批材料进厂必须按其技术条件或相关标准进行性能检验,合格后方可入库提供制造使用。
凡采用新材料或代用材料,应通过试验鉴定并办理认可手续。
通常采用的材料及牌号如下:
翅片一一复合铝箔
扁管
集液器一一外壁复合管
隔板一一双面复合板
4.3性能
4.3.1换热量
芯体的换热量应满足图纸要求。
通常采用的试验条件如下:
a)冷凝器入口侧空气干球温度:
35C1C;
b)冷凝器压力:
1.518MPa(表压);
c)过冷度:
5C(过冷式冷凝器采用15C);
d)过热度:
25C;
e)迎面空气风速:
4.5m/s;
在431同样的条件下,冷凝器空气侧阻力应满足图纸要求。
4.3.3液阻
在431同样的条件下,冷凝器制冷剂侧的液阻应满足图纸要求。
4.3.4气密性能
用氦气检漏仪检漏,应无反应。
氦气检漏仪的检漏精度相当于试验压力为0.7MPa时R134a年泄漏率不超过2克。
4.3.5耐真空度
试验压力以真空压力2KPa加载,每次保持5min,连续三次,允许压力增高不大于500Pa/min。
4.3.6压力交变性能
试验介质:
液压油
介质温度:
80C5C
压力交变范围:
0.13.5MPa
压力交变次数:
150,000次
压力交变频率:
1.25Hz
试验后按4.3.4
进行气密性试验,应无泄漏。
4.3.7耐振试验
产品状态:
内腔注入50游积的R134a或R113
试验加速度:
43.1m/s2
试验频率:
33.3Hz
试验时间:
8h,其中上下振动4h,前后、左右各
2h
试验温度:
室温
试验后按434进行气密性试验,应无泄漏。
4.3.8共振试验
产品状态同4.3.7。
频率范围:
10-100-10HZ
频变速度:
1频率程/min
加速度:
1x9.8m/s2
试验按上述状态连续工作,选出其中出现的4个最大的谐振点,每点进行4小时试验,不允许出现损伤。
试验后按4.3.4进
行气密性试验,应无泄漏。
4.3.9温度交变试验
芯体内腔充注3X105g/m3的R134a,从—30C〜95C2C
范围内变化10次。
升温和降温速度为0.5〜1C/min,在最大值和最小值时每次保持30min。
试验后按4.3.4进行气密性试验,应无泄漏。
4.3.10耐腐蚀性试验
芯体按GB10125进行h中性盐雾试验后应外表无气泡、
油漆剥落及金属锈斑,并仍应满足4.3.4的要求。
4.3.11残余水量
芯体内腔残余水量w30mg
芯体内腔残余杂质量w20mg
4313爆破强度试验
室温下用水充满冷凝器内腔,然后以1MPa/min的速度增压
至9MPa表压,保持1min,应无泄漏。
5.试验方法
5.1换热量试验
5.1.1试验装置
用焓差法汽车空调器专用性能试验装置。
5.1.2.测量参数和仪表精度
冷凝器进、出口侧空气干球温度。
测量仪表精度土0.2Co
冷凝器进、出口侧空气湿球温度。
测量仪表精度土0.2Co
冷凝器进口风量测量精度土1%
5.1.3.按4.3.1规定的试验条件,当试验条件稳定后测量5.1.2规定的参数,按下列公式进行计算。
制冷量Qk=V/M(I1-I2)
式中:
Qk为冷凝器换热量,W
M为冷凝器进口侧空气比容,m3/kg;
I1为冷凝器进口侧空气比焓,kJ/kg;
I2为冷凝器出口侧空气比焓,kJ/kg;
V为冷凝器进口风量,m3/h。
5.2.空气阻力
5.3.液阻
在进行5.1试验的同时测量。
54气密性能
试验仪器灵敏度为年泄漏率为2g的氦气检漏仪。
该试验也可由R134a气密性试验替代:
即用R134a(密度:
0.3g/cm3)制冷剂填充冷凝器,用氮气、干燥空气或两者的混合气体将试压提高到0.7MPa,并用适当的检漏仪探测来完成。
允许R134a泄漏不得超过2克/年。
5.5.耐真空度
芯体进、出口管端一端堵死,另一端抽真空至435的规定
值进行试验。
5.6.压力交变强度
按436的要求在压力交变试验台进行。
5.7.耐振试验
芯体按车上实际安装状态试验,通过试验振动工装固定在振
动台上,被试产品内腔注入50%容积的R113或R134a液体,振动测点应在被试产品和试验台交界处附近。
按437规定的条件进行上下前后左右三方向的振动试验。
试验后,用目测法检查产品有无松动、损坏,并进行气密性能试验。
5.8.共振试验
按4.3.8的要求在振动试验台进行。
5.9.温度交变试验
按439的要求在温度交变试验台进行。
5.10.耐腐蚀性能试验
芯体按GB10125进行144h中性盐雾试验;试验后用35C左右的清水进行清洗,并立即烘干,目测检查表面有无锈斑、气泡及油漆剥落。
5.11.残余水量检测
将芯体置于烘箱中,进出口用三通连接,接入测量系统,系
统末端接真空泵,水量测试装置为一冷凝管,置于环境温度为-60C的酒精、干冰混合物中,试验前测量冷凝管初重g初;
烘箱升温,同时真空泵工作,烘箱温度应保持在120±2Co测量系统真空度应达到9.7X10-2Pa以上,共试验4h;
试验后,测量冷凝管管重g末,其增重值即为内腔残余水量值;
测量采取工业分析天平,测量精度为土1mg
5.12.内腔残余杂质量检测
将被试产品内腔注入占容积60注右的R113,放在振荡次数为275次/min的电动机上振荡3min,然后将内溶物回收在一专用容器中,经过过滤干燥,测定残留物质的重量。
测量采用工业分析天平,测量精度为土1mg
5.13.爆破强度试验
芯体进、出口管端一端堵死,另一端充水加压,按照4.3.14进行试验
5.14.材料试验
按图纸规定的标准或技术条件,进行材料进厂入库检查。
5.15.尺寸和外观检查
外观用目测法检查;
尺寸用常规和专用器具进行。
6.检验规则
6.1.检验分类
6.1.1.检验分生产过程必检、生产过程抽检、型式试验和开发阶段认可试验四类。
6.1.2.生产过程必检是指在生产过程中用生产线上的测试设备对产品进行100%勺检验,生产过程必检项目见表1。
检验合格的产品贴上合格证,可以出厂。
6.1.3.生产过程抽检是在生产过程必检合格的产品中任意抽取
样品进行检验。
a)生产过程抽检的项目见表1;
b)生产过程抽检频率:
当产品经主机厂认可,产品正式投入批
量生产和正常供货的头3个月(批)内,要求每月(每批)抽检
1台。
若连续3个月(批)的抽检均合格,而产品的设计状态、生产设备、工艺方法保持稳定不变的条件下,允许从第4个月(批)开始改为每2月(批)抽检一次,数量为1台。
若为每2月(批)抽检一次发现有不合格,则恢复每月(批)抽检,直至连续3个月(批)的抽检均合格,再可恢复每2月(批)抽检一次。
允许同一台产品参加不影响考核目的的多项试验。
6.14开发阶段认可试验
在开发阶段产品认可时进行的试验,试验项目见表1。
每个
项目试验数量根据客户相关技术标准进行。
允许同一产品参加不影响考核项目的多项试验。
6.1.5.型式试验在下列情况下进行:
a)产品的设计、工艺、材料等方面有重大变动时;
b)产品连续生产每满一年时;
c)间隔一年以上再生产时;
d)质保部或客户对产品质量质疑时。
型式试验必须在生产过程必检合格的产品中任意抽取,型式
试验的检查项目见表1,每个试验项目抽样数量为2台。
6.2按本技术条件规定进行生产过程抽检和型式试验时,若检
验结果不合格,质保部应立即停止生产和产品装箱供货,并立即会同产品开发部、过程开发部和车间等部门分析不合格原因,找出解决问题的方法,并采取行之有效的纠正措施组织生产,产品经复检合格后恢复正常生产。
6.3试验后产品的处理
6.3.1进行过4.3.6压力交变强度,4.3.7耐振试验,4.3.8共振试验,4.3.9温度交变,4.3.10耐腐蚀试验和4.3.13爆破强度试验的产品,一律不能作为合格品出厂。
6.3.2对进行其他项目试验后仍完好合格的产品允许进行干燥
处理后,作为合格品入库。
7标志、包装、运输和贮存
7.1标志
7.1.1直接供货的产品上应有耐久性标志,标在明显位置上。
7.1.2标志内容等要求应符合客户有关标准的规定。
7.2包装
7.2.1直接供货的产品的包装箱或周转箱应有可靠的防潮和防
振措施,以保证正常运输中不致松动和损坏。
包装箱或周转箱标志按客户有关标准的规定。
7.2.2准备进入下一工序的产品用周转箱进行运输。
7.3运输
包装完好的产品可用各种交通运输工具运输。
7.4贮存
包装好的产品应贮存在通风良好的库房中,周围应无腐蚀性
气体存在。
五、蒸发器及冷凝器的生产及加工所需的各种设备及工装
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