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—组装—焊接—检测—最终组装

冷凝器：

翅片—组装—焊接—检测—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—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200℃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——复合铝箔

扁管

集液器——外壁复合管

隔板——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：

35℃1℃；

b）冷凝器压力：

1.518MPa（表压）；

c）过冷度：

5℃（过冷式冷凝器采用15℃）;

d）过热度：

25℃；

e）迎面空气风速：

4.5m/s；

4.3.2空气阻力

在4.3.1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4.3.1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：

80℃5℃

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%容积的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4.3.4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：

1×9.8m/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3×105g/m3的R134a，从－30℃～95℃2℃范围内变化10次。

升温和降温速度为0.5～1℃/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≤30mg。

4.3.12残余杂质量

芯体内腔残余杂质量≤20mg。

4.3.13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±0.2℃。

冷凝器进、出口侧空气湿球温度。

测量仪表精度±0.2℃。

冷凝器进口风量测量精度±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

在进行5.1试验的同时测量。

5.3.液阻

在进行5.1试验的同时测量。

5.4.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4.3.5的规定值进行试验。

5.6.压力交变强度

按4.3.6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4.3.7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4.3.9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35℃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-60℃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±2℃。

测量系统真空度应达到9.7×10-2Pa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±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%左右的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±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%的检验，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。

6.1.4.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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