本发明专利技术涉及将铝肋片连接至钢管的方法，所述方法包括如下步骤：（a）提供钢管形式的第一部件，所述钢管具有内表面和外表面，其中至少所述外表面具有钎焊促进层形式的表面镀层，所述钎焊促进层包含选自于包括镍、钴和钯在内的组中的一种或多种金属；（b）提供铝钎焊板形式的、形成翅片的第二部件，所述铝钎焊板包含铝合金芯，在所述铝合金芯的至少一侧上包覆有填充合金，其中所述填充合金具有以wt%计包含如下元素的组成：Si：5-15%；Mg：0.03-1%；选自于由如下元素组成的组中的一种或多种元素：（Bi：0.02%-0.5%、Pb?0.03%-0.4%和Sb0.03%-0.4%，并且这些元素的和为0.5%以下）；余量为铝；（c）使所述第一部件与所述第二部件接触，以形成部件组件，钎焊促进层朝向钎焊板的填充合金包覆层；（d）在不施用钎剂的情况下，将所述部件的组件加热，并随后在550℃-615℃的钎焊温度下保持在非活性气体气氛中，从而在这些部件的至少一个接触点处形成永久结合；以及（e）冷却经钎焊的部件组件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将铝合金肋片(rib)或翅片(fin)连接至钢管(steel tube or pipe)的方法。此外，本专利技术涉及包含根据所述方法生产的单元或模块的换热器，尤其是用于工业设施和发电厂的换热器。
技术介绍
例如，如同在欧洲专利申请EP-1553379-A1中所述，相关类型的换热器通常具有在外表面上至少部分装备有冷却肋片的分配管。热交换在如下情况中进行：流经管并发生冷却的第一介质(或流体)将其热量散逸至该管周围的冷却肋片，所述冷却肋片具有环绕其流动的第二介质或流体、例如尤其是冷却空气或者冷却气体，热量被排放至第二介质。对本领域技术人员来说显而易见的是，反向热交换也是可能的。如果待冷却的第一介质在进入换热器时处于气态，根据冷却梯度可实现将其冷凝。因此，这一类型的换热器也被用作冷凝器。在发电厂中，将此类冷凝器用来对汽轮机的废汽加以冷凝。所述管通常为钢管。钢管与用以提供热连通的铝冷却肋片或翅片之间的结合在焊接过程或钎焊过程中产生。为了这一目的，提供具有铝镀层的钢管(例如通过轧制结合的方式)，并连接至铝肋片。欧洲专利申请EP-1440759-A公开了用具有铝外层、并具有连接至该外层(例如通过点焊或铆接)的铝肋片的钢管生产换热器的方法。将肋片以点支式固定至铝外层，并通过用导热材料填充表面与肋片间的空隙来增强二者之间的热交换。已公开的美国专利申请No.2008/0099183-A1公开了一种可钎焊、辊压结合的复合金属板，所述金属板具有辊压结合于至少一层铝的钢芯，所述金属板适于制造换热器管。所述钢芯是渗铝碳钢、电镀碳钢或钢丝网中的一种，并且外层的铝是可钎焊的铝合金，优选是3003系列铝合金。然而，将铝板辊压结合至钢板是一种复杂而昂贵的工艺。已公开的美国专利申请No.2009/0095447公开了一种将铝肋片结合至钢管的方法，所述方法包括如下步骤：提供表面镀覆钢管，表面镀层具有至少20wt％的铝；提供铝肋片，所述铝肋片优选由纯铝制成；使所述表面镀覆钢管与所述铝肋片接触，并将各部件加热至470℃-590℃的温度。表面镀覆钢管通过具有至少20wt％铝、最优选至少55wt％铝的Al-Zn镀层制成，并且所述表面镀层仅施加于钢管而并不施加至铝肋片。在焊接过程中，在同时使用基于铯、优选基于铯-铝-氟化物(CeAlF)的钎剂的情况下，使钢管与铝翅片相连接。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供在钎焊操作期间无需使用钎剂的情况下，通过钎焊使铝合金肋片或翅片连接至钢管的方法。本专利技术通过提供将铝肋片连接至钢管的方法满足或超出了这一目的和其他目的以及进一步的优点，所述方法包括如下步骤：(a)提供钢管形式的第一部件，所述钢管具有内表面与外表面，其中至少所述外表面具有钎焊促进层(braze-promoting layer)的形式的表面镀层，所述钎焊促进层包含选自于包括镍、钴和钯在内的组中的一种或多种金属；(b)提供铝钎焊板形式的、形成翅片的第二部件，所述铝钎焊板包含铝合金芯，在所述铝合金芯的至少一侧上包覆有填充合金(filler alloy)，其中所述填充合金具有以wt％计包含以下元素的组成：Si 5％-15％；Mg 0.03％-1％；选自于由如下元素组成的组中的一种或多种元素：(Bi 0.02％-0.5％、Pb 0.03％-0.4％和Sb 0.03％-0.4％，并且这些元素的和为0.5％以下)；Fe 0-约1％；Cu 0-约2％；Mn 0-约1.5％；Zn 0-1.5％；Ti 0-0.15％；Sr 0-0.05％；余量为铝和附带的杂质。(c)使所述第一部件与所述第二部件接触，以形成部件组件(assembly of components)，并且钎焊促进层朝向钎焊板的填充合金包覆层；(d)在不施用钎剂的情况下，将所述部件组件加热，并随后在550℃-615℃的钎焊温度下保持在非活性气体气氛中，从而在这些部件的至少一个接触点处形成永久结合；以及(e)冷却经钎焊的部件组件。具体实施方式将会明了的是，除非另作说明，下文中的合金牌号是指在2011年由美国铝业协会(Aluminum Association)出版的Aluminum Standards and Data and the Registration Records中的Aluminum Association designations。除非另作说明，对于合金组成或优选的合金组成的任何描述而言，所指的百分数均为重量百分数。本文所使用的术语“至多”和“至多约”，明确地包括但不限于所述术语所涉及的特定合金组分的重量百分比为零的可能性。例如，至多约0.15％的Ti可包括不含Ti的合金。对于本专利技术的目的来说，下文中使用的术语“受控气氛钎焊”或“CAB”是指将非活性气氛(例如氮气、氩气或氦气)用于钎焊铝合金制品的钎焊方法。其与真空钎焊的不同之处特别在于：对于CAB而言，钎焊操作期间炉中的钎焊气氛约为常规大气压，尽管轻微的减压(例如在0.1bar以上的压力下作业)或具有轻微的超压可用于协助控制非活性气氛并防止含氧气体流入钎焊炉中。对于用作填充物(filler)的铝合金而言，“芯”意味着作为结构支撑物的铝合金。“填充物”意味着用于将芯或其他铝制品钎焊至钢管上的铝合金。“包覆”(cladding)用于描述填充物覆盖于芯的一个或两个表面的用途，任选在芯和包覆层之间使用中间层，以起到扩散阻挡物(diffusion barrier)的作用或改善钎焊后产品的抗腐蚀性。然后，该经包覆的芯(cladcore)被称作复合物或钎焊板。“角焊缝”(fillet)是指两个表面间凹形的接合部。根据本专利技术所述的方法使得一个或多个铝合金翅片形式的冷却肋片连接至钢管。该钢管至少在其外表面上设置有钎焊促进层形式的表面镀层的钢管，所述钎焊促进层包含选自于包括镍、钴和钯以及它们的合金在内的组中的一种或多种金属。钎焊促进层和具有填充合金(具有本文所述组成)的钎焊板的组合使用使得形成非常平滑的角焊缝。尽管仍可将此类铝层用于作为换热器管的钢管的某些应用，但是可将钎焊促进层施加至钢管上，而不需要进一步将铝或铝合金层包覆至钢管上。在受控气氛钎焊方法中，本专利技术的填充合金还具有若干其它优点。本专利技术涉及使用无钎剂钎焊方法将钢管连接至铝翅片，所述无钎剂钎焊...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.30 EP 11183594.81.使铝肋片连接至钢管的方法，所述方法包括如下步骤：
（a）提供钢管形式的第一部件，所述钢管具有内表面和外表面，其
中至少所述外表面具有钎焊促进层形式的表面镀层，所述钎焊促进层包
含选自于包括镍、钴和钯在内的组中的一种或多种金属；
（b）提供铝钎焊板形式的、形成翅片的第二部件，所述铝钎焊板包
含铝合金芯，在所述铝合金芯的至少一侧上包覆有填充合金，其中所述
填充合金具有以wt%计包含如下元素的组成：
Si 5%-15%；
Mg 0.03%-1%；
选自于由以下元素组成的组中的一种或多种元素：Bi 0.02%-0.5%、
Pb 0.03%-0.4%和Sb 0.03%-0.4%，并且这些元素的和为0.5%以下；
余量为铝和附带的杂质。
（c）使所述第一部件与所述第二部件接触，以形成部件组件，并且
所述钎焊促进层朝向所述钎焊板的填充合金包覆层；
（d）在不施用钎剂的情况下，将所述部件组件加热，并随后在550℃
-615℃的钎焊温度下保持在非活性气体气氛中，从而在这些部件的至少
一个接触点处形成永久结合；以及
（e）冷却经钎焊的部件组件。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述填充合金中，由Bi、Pb
和Sb的组中仅选择Bi。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述填充合金形成由单个
包覆层所制成的包覆层。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述填充合金形成由两个
或多个包覆层所形成的包覆层。
5.如权利要求3或4所述的方法，其中，所述填充合金包覆层具有
内表面和外表面，所述内表面朝向所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿德里安鲁斯·雅各布斯·维滕布鲁德，史蒂文·柯卡姆，阿希姆·毕尔格，克劳斯·维耶埃格，
申请(专利权)人：爱励轧制产品德国有限责任公司，
类型：
国别省市：
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