使用絲網(wǎng)印刷釬焊材料釬焊板式換熱器的方法;利用該方法制造的板式換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種釬焊板式換熱器的方法，該板式換熱器包括一疊換熱器板，所述換熱器板設(shè)置有擠壓圖案，所述擠壓圖案包括脊部和槽部，所述擠壓圖案適于在所述板之間形成接觸點，并為介質(zhì)提供板間流道以交換熱量，所述板間流道與設(shè)置在靠近所述換熱器板的拐角的開口選擇性地流體連通，所述方法包括以下步驟:
[0002]1.計算或測量相鄰板的脊部和槽部之間的所有接觸點的確切位置；
[0003]i1.在靠近所述接觸點而不是在所述接觸點上施用釬焊材料;將施用了釬焊材料的換熱器板堆疊成一疊；
[0004]ii1.將堆疊的換熱器板放到爐子中；
[0005]iv.將堆疊的換熱器板加熱到足以熔化所述釬焊材料(B)的溫度；以及
[0006]V.使堆疊的換熱器板冷卻，以使所述釬焊材料固化并將所述板結(jié)合在一起。
[0007]本發(fā)明還涉及一種釬焊換熱器，該釬焊換熱器包括多個換熱器板，所述換熱器板設(shè)置有擠壓圖案，所述擠壓圖案包括脊部和槽部，所述擠壓圖案用于在所述板之間提供接觸點，同時使所述板在形成供介質(zhì)交換熱量的板間流道時保持彼此隔開距離，其中設(shè)置有與所述板間流道選擇性地流體連通的開口。
【背景技術(shù)】
[0008]人們很早以前就知道釬焊板式換熱器。通常，在一疊換熱器板中的板之間設(shè)置釬焊材料，所述換熱器板設(shè)置有擠壓圖案，所述擠壓圖案包括脊部和槽部，所述擠壓圖案保持所述板互相隔開一定距離以形成交換熱量的板間流道。堆疊的板隨后被放到爐子中，爐子被加熱到高于釬焊材料的熔化溫度的溫度。由于毛細(xì)作用力，釬焊材料集中到相鄰板的脊部和槽部之間的接觸點上。
[0009]在爐子中加熱之后，溫度降低以使釬焊材料固化，從而將板互相固定在一起。
[0010]換熱器板通常由不銹鋼制成，釬焊材料可以是熔點低于不銹鋼熔點的任意金屬或合金，通常使用銅來對不銹鋼進(jìn)行釬焊，但是也可以使用-舉例來說-鎳基或鐵基釬焊材料，所述鎳基或鐵基釬焊材料添加有-舉例來說-硅(Si)，磷(P)，銅(Cu)，硼(B)或其組合以降低熔化溫度。
[0011]人們發(fā)現(xiàn)，考慮到材料和釬焊點的截面，釬焊板式換熱器的強(qiáng)度通常超過理論強(qiáng)度。通過對釬焊點進(jìn)行切割和顯微放大，可以解釋理論強(qiáng)度和實際強(qiáng)度之間的這種差異。強(qiáng)度的很大一部分源自于相鄰板的不銹鋼的擴(kuò)散接合。擴(kuò)散接合的意思是相鄰板的脊部和槽部之間的接縫的一部分由相鄰板的基材組成，即并非由釬焊材料組成。擴(kuò)散接合和釬焊之間的邊界線并不明顯，如果填充有釬焊材料的裂縫非常薄，則很大比例的釬焊材料將擴(kuò)散到將要釬焊的物品的材料中，從而產(chǎn)生具有大比例基材(即，將要連接的物品的制造材料)的接縫。
[0012]釬焊材料通常以薄金屬片的形式提供(在使用銅的情況下，金屬片的厚度通常是大約50μπι)，但是在使用其他釬焊材料的情況下，釬焊材料通常以膏劑的形式施用，該膏劑包括形式為金屬粉末的釬焊材料和用于制成膏劑的粘合劑。US7685716中公開了這種釬焊方法。根據(jù)該文件中公開的一種實施方式，釬焊材料以環(huán)的形式提供，所述環(huán)包圍相鄰換熱器板的脊部和槽部之間的接觸點。根據(jù)該文件，只需要將5-40%的面積覆蓋上釬焊材料就夠了。
[0013]一般而言，精細(xì)霧化的金屬粉末價格昂貴，并且由于較大的暴露的單位面積重量，它們對表面腐蝕敏感。因此，在釬焊材料膏中通常使用粒度為50-100μπι的釬焊材料顆粒。
[0014]通常，釬焊材料膏只施用到將要釬焊的區(qū)域中。但是，這會產(chǎn)生將要釬焊的物品之間出現(xiàn)大裂縫的問題，因為釬焊材料顆粒將會困在將要釬焊的物品之間。與使用-舉例來說-鐵基釬焊材料進(jìn)行的焊接相比，該影響在銅釬焊中不那么明顯，因為銅是具有明確熔點的柔軟的材料，意味著一旦釬焊材料熔化，將要釬焊的物品會互相靠近，從而減小物品之間的距離，即裂縫。
[0015]鐵基釬焊材料不具有明確熔點，相反，它們具有熔化溫度區(qū)間，即某些成分在低溫時就開始熔化，而某些成分在較高溫度時才熔化。測試表明，由于大裂縫，釬焊接縫呈現(xiàn)某些不利的特性。
[0016]大裂縫的不利之處還在于需要大量釬焊材料來填充裂縫。在使用鐵基釬焊材料的情況下，過量的釬焊材料可能導(dǎo)致制造換熱器板的材料全部融化。
[0017]US2010/0258288公開了換熱器板的釬焊，更具體地公開了換熱器板邊緣部分的釬焊。該發(fā)明的關(guān)注點是提供一個“口袋”，多余的釬焊材料可以集中在該“口袋”中。
[0018]本發(fā)明的一個目的是提供一種在使用釬焊材料膏進(jìn)行釬焊期間減少裂縫的方法，因此可以用較少的釬焊材料形成更結(jié)實的釬焊接縫。
[0019]本發(fā)明的另一個目的是提供一種利用本發(fā)明的方法制造的換熱器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]通過釬焊方法解決上述問題和其他問題，其中在靠近所述接觸點而不是在所述接觸點上施用釬焊材料的步驟包括在接觸點附近將釬焊材料絲網(wǎng)印刷為半月形，圓環(huán)形，或O形的圖案。
[0021]為了獲得不透液的圓周部分，該方法還包括以下步驟:在圍繞所述換熱器板的邊緣上以及將要連接的開口周圍的區(qū)域上施用釬焊材料。
[0022]為了在相鄰板的開口周圍的區(qū)域之間實現(xiàn)緊密接觸，所述釬焊材料可以施用在圍繞所述開口延伸的至少一個微小凹槽中。
[0023]為了確保釬焊材料的正確涂覆，所述釬焊材料可以以膏劑的形式施用。
[0024]為了提供主要由不銹鋼組成的換熱器，所述釬焊材料可以是鐵基釬焊材料，該鐵基釬焊材料包含不銹鋼基材以及熔點抑制添加劑，例如硅、硼和/或磷。
[0025]如果成本不是大問題，則釬焊材料可以是鎳基釬焊材料。
[0026]如果成本和抵抗力(舉例來說氨抵抗力)不是問題，則釬焊材料可以是銅基釬焊材料。
[0027]為了確保將釬焊材料移動到接觸點附近的裂縫或間隙中的毛細(xì)管吸力，釬焊材料可以設(shè)置為與一個板的擠壓圖案的脊部以及相鄰板的擠壓圖案的槽部接觸。
[0028]為了提供一種經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)工藝，釬焊材料可以只設(shè)置在接觸點的一側(cè)上。
[0029]為了破壞將要釬焊的板的氧化物層，可以在相鄰板之間的接觸點上提供助焊劑(flux)ο
[0030]為了破壞將要連接的板的氧化物層并確保釬焊材料和將要釬焊的材料之間的合適潤濕，釬焊操作可以在真空氣氛、還原氣氛或保護(hù)氣氛中進(jìn)行。
[0031]為了在將要釬焊的換熱器板之間獲得盡可能緊密的接觸，可以只在具有的間隙的高度大于所述釬焊材料的晶粒的區(qū)域中施用所述釬焊材料，所述間隙的高度在上換熱器板的槽部和下?lián)Q熱器板的脊部之間。
[0032]根據(jù)上述方法，能夠?qū)⑩F焊材料施用到對應(yīng)于不到所述換熱器板的整個表面的5%的表面上。
[0033]上述方法可優(yōu)選地用于釬焊釬焊換熱器，該釬焊換熱器包括多個換熱器板，所述換熱器板設(shè)置有擠壓圖案，所述擠壓圖案包括脊部和槽部，所述擠壓圖案用于在所述換熱器板之間提供接觸點，同時使所述板在形成供介質(zhì)交換熱量的板間流道時保持彼此隔開距離，其中設(shè)置有與所述板間流道選擇性地流體連通的開口。
【附圖說明】
[0034]以下，將參考附圖描述本發(fā)明，其中:
[0035]圖1是顯示了包括在根據(jù)本發(fā)明的方法制造的換熱器中的兩個換熱器板的透視圖；
[0036]圖2是圖1所示的換熱器板中的一者的頂視圖，該頂視圖顯示了替換的釬焊材料施用圖案；
[0037]圖3a是圖1所示兩個換熱器板的頂視圖；
[0038]圖3b是沿圖3a中直線A-A截取的截面圖；
[0039]圖4是兩個相鄰換熱器板中之一上面的釬焊材料的示例性應(yīng)用的截面圖。
【具體實施方式】
[0040]釬焊板式換熱器通常包括多個換熱器板，所述換熱器板設(shè)置有擠壓圖案，所述擠壓圖案包括脊部R和槽部G，所述擠壓圖案適于使所述板在形成