生产热交换管的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产用于热交换器(3)的具有内部湍流插入物(2)的热交换管(1)的方法，其特征在于其包括如下方法步骤：提供奥氏体热交换管(1)和优选的铁素体湍流插入物(2)，将湍流插入物(2)插入热交换管(1)，通过感应钎焊对湍流插入物(2)和热交换管(1)进行钎焊，在感应钎焊之前、期间和/或之后，将热交换管(1)挤压在湍流插入物(2)上。由于省略了现有技术使用的钎焊炉，特别地可以避免软退火和与之相关的强度降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产热交换管的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序所述的生产用于热交换器的具有湍流插入物的热交换管的方法。本专利技术还涉及一种具有至少一个这种热交换管的热交换器。
技术介绍
例如，根据DE10233407B4可知一种具有在其中钎焊的湍流插入物的热交换管。这种热交换管也从DE102006013868A1可知。一般来说，热交换器，特别是排放气体热交换器，应具有针对压力和温度变化的高水平的鲁棒性、高水平的功率密度、低水平的积垢行为，以及重量轻和生产过程中的低生产成本，与此同时，热交换器应提供高水平的与用途相关的灵活性。对于这些相互竞争的目标，存在不同的解决方案，但这些解决方案总是只能更好地满足这些任务中的一项。因此，没有已知的解决方案都被视为所有问题最优选择。在热交换器的情况下，特别是在排放气体热交换器的情况下，通常区分具有或不具有气体侧肋部的构造。没有气体侧肋部的构造(例如，翼状管束)通常是由空管束制成，其中压出结构，这在内侧产生湍流，从而改善热传递，同时，减少结垢倾向。这些管束通过所谓的管板而加固，其中管板与外壳一起形成冷却剂流动的空间。取决于实施方案，扩散器直附接至本身直接或间接地在外壳上方的管板，形成气体侧流动空间。通常，这种热交换器整体钎焊，或者是在激光焊接工序中制造。具有气体侧肋部的热交换器实现性能提高，包括增加热交换器的副表面，其中在这种情况下，由肋部(湍流插入物)、管和管板制成的热交换器本体整体钎焊。如果外壳是必须的，外壳单独钎焊或随后焊接至具有管板的双壳体布置中并焊接至壳体之间。然而，这对于现有技术所已知的热交换器的情况而言是不利的，特别是不利于具有气体侧肋部的热交换器的相对复杂的生产，以及不能低估由于所谓的软退火造成的强度损失，其在用于生产钎焊连接部的钎焊炉中的长时间加热的情况下发生。因此，本专利技术解决的问题是提出一种生产方法，通过该方法，在迄今为止的生产过程中不造成强度损失的情况下可以容易地实现高性能热交换管的生产技术。
技术实现思路
根据本专利技术，该问题通过独立权利要求1的主题解决。从属权利要求的主题是优选的实施方案。本专利技术基于这样的基本构思：首先在生产热交换器的热交换管(例如排放气体热交换器)时使用感应钎焊方法，特别是在钎焊炉中进行钎焊，由此可以避免与此相关的软退火并且可以避免热交换管和其余部件的与之相关的强度损失。根据本专利技术的生产方法的特征在于如下方法步骤：首先，提供奥氏体热交换管和优选的铁素体湍流插入物。在第二方法步骤中，将所述湍流插入推入所述热交换管，然后通过感应钎焊将所述湍流插入物钎焊至所述热交换管并由此固定。在感应钎焊之前、期间和/或之后，可以将所述热交换管从外部按压抵靠所述湍流插入物，由此固定。由此可以发生钎焊，其中具有设置在其中的所述湍流插入物的所述热交换管穿过感应器，由此加热热交换管、焊料和湍流插入物，使得焊料熔化。通过将所述热交换管挤压在所述湍流插入物上，在离开感应器后在冷却过程中可以实现这两个部件之间的可靠连接。由于专门的局部热量输入，与迄今已知的钎焊工艺相比，所述热交换管冷却得更加迅速，特别是可以有效地避免由于在钎焊炉中长期加热造成的强度损失。由此，对于所述湍流插入物可以使用奥氏体不锈钢，例如腐蚀要求需要的特定合金，例如1.4404。在热交换管感应加热的情况下，通过感应器产生的电磁交变场部分地或全部地被根据本专利技术的优选的铁素体材料的管的内部空间吸收，使得焊料加热仅通过与经加热的热交换管的接触而发生。由此，具有低水平磁导率和高水平电阻的管材允许电磁交变场穿透换热管的内部空间。因此，提及标准穿透深度δ。在此情况中，场强度下降至所述热交换管的外部的值的约37％。在作为铁磁体且具有较差电导率的奥氏体不锈钢的情况下，在常用于感应钎焊的50至约200kHz的情况下，此穿透深度约为1mm或更大。因此，在所述热交换管的壁厚度的最大值为0.5mm的情况下，可能的是直接加热焊料或湍流插入物。由于根据本专利技术优选地由铁素体材料(钢)制成的所述湍流插入物的设计，交变场的功率耦合进一步向所述湍流插入物的方向改变，这进一步降低了所述热交换管与所述湍流插入物之间的温差和由此的内部应力。因此，必须特别地强调，在相同频率下奥氏体材料中的涡流的标准穿透深度δ明显地大于铁素体，因此，由于所述热交换管由奥氏体材料制成的设计，通过涡流可以确保奥氏体的良好穿透，同时，所述湍流插入物由优选的铁素体材料制成，其具有较差或较低的标准穿透深度δ，因此产生一定水平的屏蔽。以此方式，特别地，在整个热交换管和设置在其内部的湍流插入物不在例如钎焊炉中长时间加热的情况下，可以实现焊料的精确局部加热。此外，焊料由此从两侧加热。因此，通过根据本专利技术的生产方法，例如排放气体热交换器等热交换器的热交换管可以以高质量的方式生产，而不必接受工序中由于软退火而发生的强度减小。在根据本专利技术的方案的优选的另一实施方案的情况中，焊料以钎焊箔或钎焊膏施用于所述热交换管的内侧，和/或施用在所述湍流插入物上，特别地，施用于焊料与所述热交换管的内侧的接触点。以钎焊箔以及钎焊膏两者施用的焊料显示出既具有高质量又低价格的可能性。特别地，这两种方法都可以并入至所谓的“内联过程(Inline-Prozess)”中。根据本专利技术的方案的优选的另一实施方案，所述热交换管在所述湍流插入物上的挤压发生在通过至少一个压辊对或刚性挤压设备的感应钎焊期间和/或之后。至少在通过至少一个压辊对的感应钎焊后，对感应钎焊点施加压力，这样固定直至焊料凝固。此外，为了加速此过程，可以设想冷却压辊对，由此可以加速生产过程，并可以缩短周期时间。在根据本专利技术的方案的优选的另一实施方案的情况下，热交换管采用将奥氏体不锈钢。因此，这种奥氏体不锈钢提供了显著的优势：即既无锈，又耐排放气体化学腐蚀，此外，还可以承受高达600°的连续温度，而无需后续热处理。在根据本专利技术的方法的另一实施方案的情况中，在保护气氛下进行感应钎焊。通过这种保护气氛，特别地，可以使氧气远离钎焊点，从而可以防止氧气与焊料或湍流插入物的材料和热交换管的材料进行反应，从而例如在此处形成孔，由此形成弱点。此外，本专利技术基于这样的基本构思：装配有至少一个根据上述方法生产的热交换管的热交换器，所述热交换管通过激光焊接连接部固定在热交换器的相关的管板中。因此，通过根据本专利技术的方法生产的换热管还可用于管束冷却器的已知生产过程中，从而弥补了现有技术中在钎焊炉中钎焊时发生的缺点。特别地，根据本专利技术的热交换器由此可以在没有现有技术中由于钎焊炉中的软退火造成的强度方面的已知缺点的情况下进行生产。将单个热交换管激光焊接到管板上也导致专门限于局部水平的热输入，从而导致低水平的热负荷。在根据本专利技术的方案的优选的另一实施方案的情况中，热交换器的热交换管包括至少一个纵向焊缝和/或横向焊缝。特别地，热交换管的增强可以通过这种纵向焊缝或横向焊缝实现，从而可以实现由此产生的热交换器本体的增强。这种纵向焊缝或横向焊缝可以在技术制造水平上以相对简单的方式生产，甚至能在内联工艺中生产。在根据本专利技术的方案的优选的另一实施方案的情况中，焊接至管板的热交换管的纵向端部区域没有焊料。以此方式，可以防止在激光焊接的热交换管的纵向端部附近的焊料与管板通孔相关的热交换管的纵向端部混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产用于热交换器(3)的具有内部湍流插入物(2)的热交换管(1)的方法，其特征在于其包括如下方法步骤：‑提供奥氏体热交换管(1)和优选的铁素体湍流插入物(2)，‑将湍流插入物(2)插入热交换管(1)，‑通过感应钎焊对湍流插入物(2)和热交换管(1)进行钎焊，‑在感应钎焊之前、期间和/或之后，将热交换管(1)挤压在湍流插入物(2)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.16 DE 102016215265.31.一种生产用于热交换器(3)的具有内部湍流插入物(2)的热交换管(1)的方法，其特征在于其包括如下方法步骤：-提供奥氏体热交换管(1)和优选的铁素体湍流插入物(2)，-将湍流插入物(2)插入热交换管(1)，-通过感应钎焊对湍流插入物(2)和热交换管(1)进行钎焊，-在感应钎焊之前、期间和/或之后，将热交换管(1)挤压在湍流插入物(2)上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：焊料(12)以钎焊箔(13)或钎焊膏(14)施用于热交换管(1)的内侧上和/或施用于湍流插入物(2)上。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：将热交换管(1)挤压在湍流插入物(2)上是在感应钎焊期间和/或之后进行，特别地，通过至少一个压辊对(7)进行挤压。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：-热交换管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·布伦纳，S·恩斯明格，P·格斯克斯，E·潘道，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE