چرا فویل آلومینیومی بر ساخت رادیاتور غالب است؟
رادیاتورها و کندانسورها از آلومینیوم نازک ساخته شده اند زیرا این فلز رسانایی حرارتی بالا را با چگالی کم ترکیب می کند. آلیاژ 3003 گرما را در حدود 193 W/mK، تقریباً نصف مس از نظر حجمی، اما در حدود یک سوم چگالی، 2.73 گرم در سانتی متر مکعب، هدایت می کند، بنابراین یک هسته آلومینیومی لحیم کاری شده همان دفع حرارت را مانند هسته مس- با جرم و هزینه بسیار کمتر ارائه می دهد. فویل آلومینیومی همچنین به شکل هندسی باله‌های باله‌دار و نیزه‌ای که لایه مرزی هوا را می‌شکند، می‌شود و با فرآیندهای لحیم کاری که برای تولید با حجم بالا استفاده می‌شود، سازگار است.
آلیاژهای باله، لوله و پوشیده شده
| تابع | آلیاژ | ویژگی های کلیدی |
|---|---|---|
| هسته باله و لوله | 3003 | Mn 1.0-1.5; استحکام متوسط، شکل پذیری خوب، لحیم پذیر |
| لایه روکش لحیم کاری | 4343 | Si 6.8-8.2; زیر هسته ذوب می شود و مفصل را تشکیل می دهد |
| لایه روکش جایگزین | 4045 | Si 9.0-11.0; نقطه ذوب پایین تر، برای نسبت های روکش نازک استفاده می شود |
| لایه باله قربانی | روکش 7072 | لایه سطحی بلبرینگ روی - ترجیحاً خورده می‌شود |
منگنز در 3003 استحکام و مقاومت در برابر خستگی حرارتی را افزایش می دهد. لایه پوششی غنی از سیلیکون-روی ورق لحیم کاری به گونه ای فرموله شده است که در طول چرخه لحیم کاری قبل از هسته ذوب می شود، اتصال را با عمل مویرگی خیس می کند و بدون ریزش باله، فیله ای را تشکیل می دهد. ابعاد ورق و فویل و خواص مکانیکی آلیاژ هسته طبق استاندارد ASTM B209 و در بازارهای متریک به ترتیب به EN 573-3 و EN 485-2 برای ترکیب و خواص سفارش داده شده است.
انتخاب گیج و انتقال حرارت
استوک باله معمولاً 0.08-0.12 میلی متر ضخامت دارد. کاهش گیج مقاومت حرارتی را از طریق پره کاهش می دهد و هزینه مواد را کاهش می دهد، اما باله های نازک به راحتی توسط ارتعاش، با تمیز کردن جت ها و با جابجایی در هنگام مونتاژ هسته تغییر می کنند. بخش‌های سنگین‌تر، از حدود 0.15 میلی‌متر تا 0.2 میلی‌متر، برای لوله‌ها، صفحات و هدرها و برای کاربردهایی که در معرض چرخه فشار یا ارتعاش هستند انتخاب می‌شوند. ضخامت بهینه به چگالی پره، جریان مایع خنک‌کننده و سرعت هوا بستگی دارد و معمولاً توسط شبیه‌سازی حرارتی تأیید شده بر روی هسته آزمایشی به جای قانون کلی ثابت می‌شود.
مسیرهای لحیم کاری
دو فرآیند غالب است. لحیم کاری خلاء به منیزیم موجود در روکش یا روی سطح هسته حامل منیزیم{1}}تکیه می‌کند تا لایه اکسیدی را مختل کند و به یک فضای خلاء کنترل‌شده و شار دقیق-در کوره آزاد نیاز دارد. لحیم کاری با اتمسفر کنترل شده از یک شار فلوئوروآلومینات پتاسیم غیر خورنده استفاده می کند که روی هسته مونتاژ شده و یک جو نیتروژن با نقطه شبنم کنترل شده اعمال می شود. تحمل بیشتری نسبت به تغییرات آلیاژی دارد و راه متداول‌تر برای تولید رادیاتور با حجم بالا-است. هر دو مسیر نیاز به فویل تمیز و بدون روغن- دارند: باقیمانده روان کننده غلتشی و اکسید بیش از حد، هر دو در امتداد اتصال باله-لوله، پرش و خیس نشدن ایجاد می‌کنند.
پوشش‌هایی برای هوا-جانب و خنک‌کننده-دوام جانبی
پوشش‌های هیدروفیل روی سطح باله اعمال می‌شوند تا آب تغلیظ شده به جای تشکیل قطرات که شکاف‌های باله‌ها را پر می‌کنند و جریان هوا را مسدود می‌کنند، در یک لایه پخش شود. پوشش‌های ضد خوردگی، از جمله لایه‌های تبدیل بدون کرومات- و سیستم‌های مبتنی بر سیلیس یا رزین-، قسمت هوا را در برابر نمک جاده و قسمت خنک‌کننده را در برابر محیط گلیکول قلیایی خفیف محافظت می‌کنند. چسبندگی و عملکرد خوردگی پوشش با آزمایش رطوبت حلقوی-نمک، به عنوان مثال با استاندارد ASTM B117 و ISO 9227 ارزیابی می‌شود، به طوری که هسته پوشش‌داده‌شده نیاز دوام پلت فرم خودرو را برآورده می‌کند.
بازیافت
رادیاتورهای آلومینیومی لحیم کاری شده کاملاً قابل بازیافت هستند. هسته های قراضه برای جداسازی فولاد و پلاستیک خرد می شوند و آلومینیوم ذوب شده و به شمش های ریخته گری یا فرفورژه تبدیل می شود. ذوب مجدد آلومینیوم تنها به بخش کوچکی از انرژی مورد نیاز برای تولید فلز اولیه از سنگ معدن نیاز دارد که معمولاً تا 95 درصد صرفه جویی می شود. در عمل نرخ بازیافت بستگی به جمع آوری و کارایی جداسازی از محتویات مس، برنج و پلاستیک خودروی برچیده شده دارد.
سوالات متداول
Q:کدام آلیاژ برای پره های رادیاتور استفاده می شود؟
A: آلیاژ 3003 آلیاژ استاندارد باله و هسته لوله است، با منگنز در محدوده 1.0-1.5 درصد برای مقاومت و مقاومت در برابر خستگی حرارتی، و 4343 یا 4045 به عنوان لایه روکش لحیم کاری.
Q:چه ضخامت باله معمولی است؟
A: بیشتر باله ها 0.08-0.12 میلی متر هستند. مقاطع حدود 0.15-0.2 میلی متر در مواردی که به سختی یا مقاومت در برابر لرزش بیشتر نیاز است، مانند لوله ها، صفحات و هدرها استفاده می شود.
Q:چرا از پوشش های هیدروفیل استفاده می شود؟
پاسخ: آنها از تشکیل قطرات میعانات جلوگیری می کنند که باله های مجاور را پل می کنند و مسیر هوا را مسدود می کنند و انتقال حرارت طرف و افت فشار هوا را در عملکرد مرطوب ثابت نگه می دارند.
Q:چه چیزی باعث خیس نشدن-در حین لحیم کاری می شود؟
A: روغن نورد باقیمانده، اکسید آلومینیوم بیش از حد یا نسبت پوشش نادرست. فویل لحیم کاری تمیز عرضه می شود و معمولاً بلافاصله قبل از مونتاژ هسته چربی زدایی می شود.
Q:آیا می‌توان فویل رادیاتور پایان عمر-- را بازیافت کرد؟
ج: بله. آلومینیوم رادیاتور خرد شده و جدا شده دوباره به شمش های جدید ذوب می شود و ذوب مجدد بخش کوچکی از انرژی مورد نیاز برای تولید آلومینیوم اولیه را مصرف می کند.
Q:عملکرد خوردگی چگونه تایید می شود؟
پاسخ: با آزمایش‌های نمک- و خوردگی حلقوی مانند ASTM B117 و ISO 9227، همراه با{3}}آزمایش الکتروشیمیایی طولانی‌مدت ترکیب‌های باله و لایه روکش استفاده شده در هسته.