Per què el paper d'alumini domina la construcció del radiador
Els radiadors i condensadors estan construïts amb un material prim d'alumini perquè el metall combina una alta conductivitat tèrmica amb una baixa densitat. L'aliatge 3003 condueix la calor a aproximadament 193 W/mK, aproximadament la meitat del coure en volum, però aproximadament un terç de la densitat, de 2,73 g per centímetre cúbic, de manera que un nucli d'alumini soldat ofereix el mateix rebuig de calor que un nucli de coure-a una massa i un cost substancialment inferiors. El paper d'alumini també s'adapta a les geometries d'aletes amb persiana i punxada que trenquen la capa límit lateral d'aire-, i és compatible amb els processos de soldadura que s'utilitzen per a la producció de grans-volums.
Aletes, tubs i aliatges revestits
| Funció | Aliatge | Característiques clau |
|---|---|---|
| Aleta i nucli del tub | 3003 | Mn 1,0-1,5; resistència moderada, bona conformabilitat, soldable |
| Capa revestida de soldadura | 4343 | Si 6,8-8,2; es fon per sota del nucli i forma l'articulació |
| Capa revestida alternativa | 4045 | Si 9,0-11,0; punt de fusió més baix, utilitzat per a relacions de revestiment prim |
| Capa d'aleta sacrificial | Revestiment tipus 7072 | Zn-capa superficial de suport, es corroeix preferentment |
El manganès en 3003 augmenta la força i la resistència a la fatiga tèrmica; la capa de revestiment rica en silici-a la làmina de soldadura es formula de manera que es fon abans del nucli durant el cicle de soldadura, mulla l'articulació per acció capil·lar i forma un filet sense col·lapsar l'aleta. Les dimensions de la làmina i la làmina i les propietats mecàniques de l'aliatge del nucli s'ordenen segons ASTM B209 i, en els mercats mètrics, segons EN 573-3 i EN 485-2 per a la composició i les propietats respectivament.
Selecció d'indicadors i transferència de calor
L'estoc d'aleta normalment té un gruix de 0,08-0,12 mm. La reducció del calibre redueix la resistència tèrmica a través de l'aleta i redueix el cost del material, però les aletes primes es distorsionen més fàcilment per vibracions, netejant els dolls i per la manipulació durant el muntatge del nucli. Les seccions més pesades, d'uns 0,15 mm a 0,2 mm, es seleccionen per a tubs, plaques i capçals, i per a aplicacions exposades a cicles de pressió o vibracions. El gruix òptim depèn de la densitat de l'aleta, el flux de refrigerant i la velocitat de l'aire, i normalment es fixa mitjançant una simulació tèrmica validada en un nucli de prova més que per una regla general.
Rutes de soldadura forta
Dominen dos processos. La soldadura al buit depèn del magnesi en el revestiment o d'una superfície del nucli que porta magnesi-per trencar la pel·lícula d'òxid i necessita una atmosfera de buit controlada i una pràctica acurada-al forn sense flux. La soldadura en atmosfera controlada utilitza un flux de fluoroaluminat de potassi no-corrosiu aplicat al nucli muntat i una atmosfera de nitrogen amb un punt de rosada controlat; és més tolerant a la variació de l'aliatge i és la ruta més habitual per a la producció de radiadors de gran-volum. Ambdues vies requereixen paper d'alumini net i lliure d'oli-: el lubricant de rodatge residual i l'òxid excessiu produeixen salts i no-humitat al llarg de la junta-del tub de l'aleta.
Recobriments per a l'aire-lateral i el refrigerant-durabilitat lateral
Els recobriments hidròfils s'apliquen a la superfície de l'aleta perquè l'aigua condensada s'escampi en una pel·lícula en lloc de formar gotes que superen els buits de les aletes i bloquegen el flux d'aire. Els recobriments anticorrosió, incloses les capes de conversió-sense cromat i els sistemes basats en sílice o resina-, protegeixen el costat de l'aire contra la sal de la carretera i el costat del refrigerant contra l'entorn de glicol lleugerament alcalí. L'adhesió del recobriment i el rendiment de corrosió s'avaluen mitjançant proves cícliques d'humitat i d'esprai de sal-, per exemple, segons ASTM B117 i ISO 9227, de manera que el nucli recobert compleix els requisits de durabilitat de la plataforma del vehicle.
Reciclatge
Els radiadors d'alumini soldat són totalment reciclables. Els nuclis de ferralla es trituren per separar l'acer i el plàstic, i l'alumini es fon i es refina de nou a la fosa o lingots forjats; La fosa de l'alumini només requereix una petita fracció de l'energia necessària per produir metall primari a partir del mineral, amb un estalvi de fins a un 95 per cent. A la pràctica, la taxa de reciclatge depèn de la recollida i de l'eficiència de separació del contingut de coure, llautó i plàstic del vehicle desmuntat.
Preguntes freqüents
Q:Quin aliatge s'utilitza per a les aletes del radiador?
R: L'aliatge 3003 és l'aliatge estàndard de l'aleta i el nucli del tub, amb manganès en el rang d'1,0-1,5 per cent per a la resistència i la fatiga tèrmica, i 4343 o 4045 com a capa de revestiment de soldadura.
Q:Quin gruix d'aleta és típic?
R: La majoria de les aletes són de 0,08-0,12 mm. S'utilitzen seccions d'uns 0,15-0,2 mm on es necessita una major rigidesa o resistència a les vibracions, com ara tubs, plaques i capçals.
Q:Per què s'utilitzen recobriments hidròfils?
R: Impedeixen que el condensat formi gotes que uneixen les aletes adjacents i bloquegen la trajectòria de l'aire, mantenint la transferència de calor lateral de l'aire-i la caiguda de pressió estables en funcionament humit.
Q:Què causa la no-humitat durant la soldadura?
R: Oli de laminació residual, òxid d'alumini excessiu o una relació de revestiment incorrecta. La làmina per soldar es subministra neta i normalment es desgreixa immediatament abans del muntatge del nucli.
Q:Es pot reciclar-la-vida d'alumini del radiador?
A: Sí. L'alumini del radiador triturat i separat es torna a fondre en nous lingots, i el refós consumeix una petita fracció de l'energia necessària per a la producció d'alumini primari.
Q:Com es verifica el rendiment de la corrosió?
R: Mitjançant proves de corrosió cíclica i d'esprai de sal-com ara ASTM B117 i ISO 9227, juntament amb proves electroquímiques a llarg termini-de les combinacions d'aleta i capa revestida utilitzades al nucli.