用于制造钎焊式热交换器的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于制造钎焊式热交换器的方法和设备。所述方法包括以下步骤：在芯体构建机中对热交换器部件进行组装以形成至少一个未经钎焊的热交换器芯体；在不从所述芯体构建机中移除所述至少一个热交换器芯体的情况下，利用钎焊工具装置包围所述热交换器芯体，所述钎焊工具装置适于形成腔室；任选地，抽空所述腔室和/或用受控气氛填充所述腔室；和对所述腔室中的所述热交换器芯体进行钎焊以形成钎焊式热交换器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造钎焊式热交换器的方法和设备
本专利技术涉及一种用于制造钎焊式热交换器、特别是由铝合金部件制成的热交换器的方法和设备。
技术介绍
由铝合金制品制成的热交换器广泛地用在诸如汽车工业等运输工业中，用于动力系统冷却和HVAC&R应用，以及用于家用和工业冷却的用途，例如，用于流体处理和HVAC&R应用。钎焊式热交换器通常包括至少一个或多个罐结构以保持冷却介质；与所述罐结构中的至少一个连接的管或集管板(headerplate)，所述集管板或管包括多个孔；以基本上平行的阵列安装的多个流体输送管连接到所述多个孔，各流体输送管从所述集管板或管内的所述孔中的一个孔基本垂直地延伸，并构造成接收所述冷却介质；多个传热翅片，所述翅片与所述多个流体输送管热连通，并构造成将热量从管中传递出去，以便在所述冷却介质在管中流动或循环时冷却所述冷却介质。在这种钎焊式热交换器的制造过程中，首先制造各个部件(管、翅片和集管等)或子组件，其中这些部件中的至少一些部件由铝合金材料制成、包覆有填充合金(filleralloy)或钎焊材料，这允许通过钎焊来接合热交换器。然后，通过所谓的芯体构建机(corebuildermachine)来对各个热交换器部件进行组装。该过程可以是手动或全自动操作。在组装之后，通常将夹具或固定装置或加载装置放置在所组装的热交换器部件上，以将各种部件保持在一起，接着将固定的热交换器芯体组件传输到钎焊炉。对于需要大量和多种热交换器的汽车工业来说，一个或多个钎焊炉被数个芯体构建机供应，组装不同类型的热交换器并不罕见。在现有技术的制造过程中，芯体构建和钎焊过程是分开的顺序工艺步骤，在两个单独的机器单元或设备布局中进行，从而在芯体构建机和钎焊炉之间需要许多处理和运输步骤。由于热交换器在钎焊之前仅被松散地组装，所以需要用钎焊夹具或框架对其进行紧固，如在专利文献US6,108,899中所公开的。在专利文献US6,067,704中公开了示例性的芯体构建机，其通过引用并入本文。本专利技术的一个目的是提高钎焊式热交换器制造、特别是钎焊式铝合金热交换器制造的效率和操作效能。本专利技术的另一个目的是提供一种用于制造钎焊式热交换器的方法和设备，其使用较少的工艺步骤、较少的处理操作和较少的半成品库存。
技术实现思路
本专利技术通过提供根据权利要求1的钎焊式热交换器的制造方法和根据权利要求9的相应设备而满足或超过了这个和其他目的以及进一步的优点。在这里说明了并且在从属权利要求中阐述了本专利技术的优选实施方案。如下文将理解的，除非另有说明，否则铝合金牌号和状态代号(temperdesignations)是指由美国铝业协会(AluminiumAssociation)于2016年出版的“AluminiumStandardsandDataandtheRegistrationRecords”中的“变形铝和变形铝合金的国际合金牌号和化学成分限值(InternationalAlloyDesignationsandChemicalCompositionLimitsforWroughtAluminumandWroughtAluminumAlloys)”，并为本领域技术人员所熟知。对于合金组成的任何描述，除非另有说明，否则所提到的百分数均为重量百分数。本专利技术的基本构思是将传统上分开的芯体构建和中央炉装置连接起来，并且允许具有专用工具的完全连续的热交换器制造单元，其将芯体构建和钎焊操作包含在单个的一体化过程中。这将允许这种单元或制造设备分散并共同定位成更靠近热交换器终端用户，例如，用于汽车应用，原始设备制造商(OEM)的组装设施，从而改善了准时交付和对并列式机动车辆构建的支持。因此，一种制造钎焊式热交换器的方法包括以下步骤：a.提供用于热交换器装置的部件，特别是管、翅片、集管、侧方支撑件/侧方构件、支架和/或安装部件等；b.在芯体构建机中对所述热交换器部件进行组装以形成至少一个未经钎焊的热交换器芯体；c.在不从所述芯体构建机中移除所述至少一个热交换器芯体的情况下，利用钎焊工具装置至少部分地包围所述至少一个热交换器芯体，所述钎焊工具装置适于在所述至少一个热交换器芯体的周围形成完整或部分的腔室并且包括用于加热所述腔室的内部的装置；d.任选地，至少部分地抽空所述腔室和/或用惰性和/或反应性气体至少部分地填充所述腔室；e.对所述腔室中的所述至少一个热交换器芯体进行钎焊以形成至少一个钎焊式热交换器。钎焊通常在530℃～615℃的温度范围内进行，更通常在570℃～610℃的温度范围内(例如，在约580℃或约600℃)进行。此外，钎焊优选进行足够长的时间，以使接合各种热交换器部件的存在于所述热交换器部件上的任何钎焊材料或填充金属熔化、润湿和铺展。因此，钎焊工艺步骤与热交换器芯体构建工艺步骤相结合。首先，例如，通过本领域已知的方法在芯体构建机中组装热交换器部件。至少一些部件至少部分地覆盖有诸如填充合金等填充金属、产生填充金属的钎剂化合物或其他钎焊材料，其用于在钎焊时熔化、润湿和铺展以将热交换器部件接合在一起。例如，至少一些部件由铝合金钎焊板或由诸如管等挤出制品制成，该铝合金钎焊板在至少一个表面上包覆有由填充合金制成的包覆层或者涂覆有随着温度产生填充金属的物质，该挤出制品也可以包覆有填充合金或者涂覆有随着温度产生填充金属的物质。由此，组装后但未经钎焊的热交换器芯体在钎焊之前未从芯体构建机中移除。而是，在芯体构建机中或与芯体构建机相邻或在线进行钎焊。在上下文中，“未移除”是指不需要人工干预，但是芯体构建机包含一个部分(其可以一体化到典型的芯体构建机设计中，但是也可以添加到传统或现有的芯体构建机中)，其中对热交换器芯体进行钎焊。因此，本专利技术不需要典型的大型钎焊炉，不需要大量的资金投入和维护费用，原因是，作为扩展的芯体构建过程和开发的芯体构建机的一部分，钎焊操作所需的热量局部地传递到的组装的热交换器芯体。因此，仅在钎焊操作完成之后才从新的芯体构建机中去除该至少一个热交换器，这避免了其他元件中的钎焊夹和夹具的需要并且避免了任何相应的处理操作，从而也提供了每单位热交换器产生效率的可能循环时间和每单位热交换器效益的相关人工成本。本专利技术的另一个优点是可以生产具有相关联的操作和调度益处的专用生产线。因此，无论何时何地需要钎焊式热交换器，都可以准时地进行生产，而不需要在芯体构建位置和钎焊操作位置之间以及在热交换器制造设施和终端用户设施之间的中间存储或运输。通过根据本专利技术的方法，可以远程地定位这些新的热交换器制造单元，即，远离集中式钎焊炉设施，从而更靠近需要钎焊式热交换器来组装或构造最终产品(例如，机动车辆)的生产现场。这也允许热交换器生产与实际线路侧使用相平衡，并减少完整价值流中不同点处的不必要的半成品库存。因此，本专利技术的方法使在钎焊式热交换器的制造中的处理成本、物流成本和运输损坏损失(由于脆弱的热交换器结构所导致的)减少或最小化了。根据优选实施方案，一次对一个或多个热交换器顺序地进行步骤(a)～(e)，从而该过程陆续地产生一个或多个钎焊的、接合或粘合的热交换器。在大多数实施方案中，所述钎焊工具装置适于包围单个热交换器芯体。在不太优选的基础上，芯体构建机可以完成两个(或甚至更多，例如，三个或四个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造至少一个钎焊式热交换器的方法，包括以下步骤：a.提供用于热交换器装置的部件，特别是管(2)、翅片(4)、集管(6)、侧方支撑件/侧方构件、支架和/或安装部件；b.在芯体构建机(10)中对热交换器部件进行组装以形成至少一个未经钎焊的热交换器芯体(8)；c.在不从所述芯体构建机(10)中移除所述至少一个热交换器芯体(8)的情况下，利用钎焊工具装置(30,36)至少部分地包围所述至少一个热交换器芯体(8)，所述钎焊工具装置适于在所述至少一个热交换器芯体(8)的周围形成腔室(35)并且包括用于加热所述腔室的内部的装置(38)；d.任选地，至少部分地抽空所述腔室(35)和/或用惰性和/或反应性气体至少部分地填充所述腔室；e.对所述腔室中的所述至少一个热交换器芯体(8)进行钎焊以形成至少一个钎焊式热交换器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.20 EP 16170666.81.一种制造至少一个钎焊式热交换器的方法，包括以下步骤：a.提供用于热交换器装置的部件，特别是管(2)、翅片(4)、集管(6)、侧方支撑件/侧方构件、支架和/或安装部件；b.在芯体构建机(10)中对热交换器部件进行组装以形成至少一个未经钎焊的热交换器芯体(8)；c.在不从所述芯体构建机(10)中移除所述至少一个热交换器芯体(8)的情况下，利用钎焊工具装置(30,36)至少部分地包围所述至少一个热交换器芯体(8)，所述钎焊工具装置适于在所述至少一个热交换器芯体(8)的周围形成腔室(35)并且包括用于加热所述腔室的内部的装置(38)；d.任选地，至少部分地抽空所述腔室(35)和/或用惰性和/或反应性气体至少部分地填充所述腔室；e.对所述腔室中的所述至少一个热交换器芯体(8)进行钎焊以形成至少一个钎焊式热交换器。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述钎焊步骤包括通过感应加热、辐射加热和/或传导加热来将所述腔室(35)中的所述至少一个热交换器芯体(8)加热到通常为约530℃～约615℃的温度范围内，保持足够长的时间以使接合所述各种热交换器部件的填充金属或钎焊材料熔化、润湿和铺展。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述热交换器部件(2,4,6)在组装之前利用蒸发性润滑剂进行润滑，并且其中在所述钎焊步骤之前，在所述腔室(35)中形成至少部分真空，直到足够量的所述蒸发性润滑剂被蒸发。4.根据前述权利要求1～3中任一项所述的方法，其中在钎焊之前未用钎剂处理所述热交换器芯体(8)。5.根据前述权利要求1～4中任一项所述的方法，其中所述热交换器部件(2,4,6)中的至少一些部件由铝合金钎焊板制成，所述铝合金钎焊板包括在一侧或两侧包覆有填充合金的芯层，并且其中芯合金选自属于AA1xxx、AA3xxx、AA5xxx、AA6xxx、AA7xxx或AA8xxx系列...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·柯卡姆，
申请(专利权)人：爱励轧制产品德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE