[发明专利]制造热交换器的方法及用该方法制成的空心型材

说明书

本发明涉及一种制造热交换器的方法，尤其涉及制造汽车散热器的方法，以及用这种方法制作的空心型材。

迄今，在欧洲，用普通的黄铜和铜管制成的散热器，特别是用于汽车内燃机的水冷散热器约占20%，而用铝管制成的散热器约占80%。

由于铝管散热器比用黄铜和铜管制成的散热器热效率高，重量轻，因此，常做成带插入铝管的插入式散热器，或用焊接铝管制成散热器。用铝材制成的插入式散热器的比例大约为50%，用焊接铝管制成的散热器的比例约为30%。

用焊接铝管制成的散热器被专用于需要强冷的内燃机上，如小型卡车发动机和汽车的高效能发动机上。用于这类散热器的焊接管是由长条金属围成一圈的金属板，并在其一侧沿长度方向压焊而成的，与插入式散热器的圆形管截面相反，这种管子的截面为扁平形，管外侧用AISi合金包覆。硅层是在围成金属板之后对其滚压时覆盖上的，从而能将焊成的管焊到水箱和冷却片上。

这种焊好的扁平管，例如由Al、Mg、Si0.5或Al、Mn合金组成。在高于450℃特别是在607-636℃温度下，用焊剂或在真空下不用焊剂，通过铜焊或硬纤焊将它们焊在水箱和由相同材料或类似材料制成的冷却片上。

这两种把已焊好的管焊接到散热片和水箱上的可能性都存在严重问题。用焊剂进行焊接时，由于焊剂释放出有害物质，对周围的污染严重，而且对铝和铁板的腐蚀也很严重。因此，对焊好的散热器必须进行冲洗，以防止日后腐蚀。此外，还必须从空气中除去所产生的焊接烟尘，以防止堆积在车身制造场附近的金属板受到腐蚀。由于这个原因，需对空气进行净化，而净化所需的费用是很高的。不用焊剂进行焊接时，虽然不会产生有害物质，但因为必须在真空中进行焊接，需要相当精确的温度控制，这也使费用高昂。此外，由于真空焊接温度高，在焊接炉内保温时间短，在焊接连接处，容易造成点接触而不是面接触，这就降低了联接处的导热性

迄今为止，在具有这种焊接的扁平管的散热器上，通常设置了彼止平行的两根管，每根管的宽度例如为22mm，此宽度指的是管子在扁平截面长轴方向上的外部尺寸。因而冷却效率随外部直径的增加而增加，最好采用一种较宽的扁平管。而且，在散热器的制造过程中，焊接之前，在扁平管上还要车出螺丝并压在散热片上，以使在两个部件之间形成连续的、完整的面接触，然后再在炉内焊接。可是，由于在紧压的过程中扁平管上受到的压力，以及焊接时炉内所达到的温度，该扁平形状的侧面在炉内会出现变形（纵弯曲），因为铝会变软，而且在压力下出现凹陷。尤其在铝管壁很薄，例如仅为0.4MM时就会出现这种现象。

扁平管和散热片焊接之后，将按此法而制得的散热器芯子装入散热器壳体或散热器底部，这种工序在组装成的散热器上不会产生任何压力，可是由于焊接过程中部件弯形，很难达到所需要的配合精度。

如果为了提高冷却效率而采用较宽的扁平截面管，这种管子的纵向弯曲和配合精度不够的问题会更为严重。由于焊接过程中管子会出现上述弯形，而使生产中废品增多，又因为管上有硅包覆层，因而不能简单地将这些散热器次品报废，这就产生了新问题。

美国专利US-3，750，709公开了一种由一圆形内散热片管坯件成型的扁平热交换管。这种圆形内散热片管并不是由挤压工艺制成的，而是用把散热片插到坯料内的分离的连接步骤来制成的，既昂贵又费力，或是采用自坯料壁上把金属错移到所用芯子的槽内。

这些管子的最初圆形横截面在批量生产中不能确保这些管子为在最终压扁的管子内获得所要求的连接板形状的正确定向或定位。

据此，本发明的目的是为了避免上述问题而提供一种热交换器，尤其是汽车用散热器的制造方法，以及用这种方法制成的空心型材。借助于这种方法，可以制造出高效的大负载铝散热器。

本发明上述及其它目的是通过下述方法和挤压的金属空心型材料实现的。

本发明的热交换器的成型方法，包括：