Selección de fundente para soldadura fuerte de aluminio: corrosivo frente a no corrosivo para uniones confiables

Un lote de núcleos de aluminio recién soldados permaneció en un almacén durante dos semanas antes de que apareciera un polvo blanco alrededor de las uniones. Bajo aumento, el área cerca de los filetes mostró picaduras. La aleación de soldadura era correcta y el perfil del horno coincidía con las especificaciones, pero las piezas fallaron de todos modos. La causa fue el flujo. El equipo de producción había elegido un fundente agresivo a base de cloruro para una mejor humectación y se saltó el enjuague con agua caliente porque los núcleos tenían canales cerrados que hacían que la limpieza no fuera confiable. Esa decisión convirtió una soldadura exitosa en una falla por corrosión a punto de suceder.

La primera pregunta que hay que responder al seleccionar un fundente para soldadura fuerte de aluminio no es el precio ni la marca. Se trata de si los residuos de fundente se pueden tolerar dentro de la pieza terminada. Los fundentes corrosivos y no corrosivos se comportan de manera muy diferente después del ciclo de soldadura, y esa diferencia determina si las piezas necesitan una línea de limpieza posterior a la soldadura, si se pueden dejar residuos en su lugar y cuánto tiempo sobrevivirá la unión en servicio. Este artículo explica esas diferencias y brinda criterios prácticos para elegir y calificar el fundente para la producción.

Fundente corrosivo versus no corrosivo: lo que realmente cambia

Los fundentes corrosivos y no corrosivos representan dos filosofías de producción diferentes. Se supone que los residuos serán eliminados. El otro supone que el residuo permanecerá.

Antes de que pueda ocurrir la soldadura fuerte, el fundente debe atravesar la capa de óxido de aluminio del metal base. El óxido de aluminio es estable y difícil de fundir y se forma casi instantáneamente sobre una superficie de aluminio limpia. Ningún metal de aportación puede mojar el metal base hasta que se elimine o rompa la película de óxido. El fundente hace esto atacando químicamente el óxido a la temperatura de soldadura fuerte, permitiendo que el relleno fundido fluya y forme un filete.

Los fundentes corrosivos suelen estar basados ​​en sales de cloruro. Son agresivos a la hora de disolver el óxido de aluminio y pueden funcionar en una gama más amplia de condiciones del horno. Pero sus residuos absorben la humedad del aire, forman electrolitos conductores y, con el tiempo, atacan el metal base de aluminio. Eso significa que cada pieza soldada debe lavarse minuciosamente después de soldar, generalmente en agua caliente con agitación, a veces con aditivos químicos. Si queda algún residuo en una grieta, un canal cerrado o un espacio estrecho de aleta, la corrosión comenzará allí.

Los fundentes no corrosivos se basan en compuestos de fluoroaluminato de potasio. Sus residuos son insolubles en agua, no absorben la humedad y generalmente son compatibles con el aluminio en servicio. Son menos agresivos que los fundentes de cloruro, por lo que requieren una superficie más limpia y una atmósfera del horno más controlada. Pero una vez que se completa el ciclo de soldadura, los residuos pueden permanecer en su lugar sin riesgo inmediato de corrosión.

La siguiente tabla resume las diferencias prácticas.

Por qué la elección del flujo es fundamental para los intercambiadores de calor de aluminio

Para los intercambiadores de calor de placas y aletas de aluminio, el fundente no corrosivo es la opción predeterminada porque la geometría de la pieza hace que la eliminación de residuos sea casi imposible.

El núcleo de un intercambiador de calor de placas y aletas consta de placas planas alternas y aletas corrugadas, con diámetros hidráulicos pequeños y conductos de flujo estrechos. Una vez que se suelda el núcleo, esos conductos se sellan en varios lados. Un residuo de fundente de cloruro atrapado dentro del espacio de una aleta no se puede eliminar de manera confiable. Con el tiempo, la humedad dentro del circuito de enfriamiento se condensa en el residuo, forma un electrolito e inicia la picadura. Luego, los productos de corrosión se desprenden, obstruyen la trayectoria del flujo y contaminan cualquier fluido que se esté enfriando.

Esta es la razón por la que la mayoría de la producción actual de intercambiadores de calor de aluminio soldado utiliza el proceso de flujo de fluoruro no corrosivo. El fundente se aplica como una suspensión a base de agua al material de las aletas o como un recubrimiento seco, y luego el núcleo se ensambla y se suelda en una atmósfera de nitrógeno a aproximadamente 590 a 615 grados Celsius, dejando el residuo en su lugar. No es necesario quitarlo porque no provoca corrosión. Para aplicaciones que exigen protección adicional, un Radiador de aletas de placa de aluminio resistente a la corrosión. combina este proceso con la selección de materiales y el tratamiento de superficies diseñado para una vida útil prolongada.

Proveedores al por mayor de radiadores de aletas de placa de aluminio resistentes a la corrosión, empresa - Wuxi Jinlianshun - Proveedores y compañía de radiadores de aleta de placa de aluminio con resistencia a la corrosión al por mayor de China, Al... Ver producto →

Si está evaluando especificaciones de piezas para equipos de refrigeración, la conexión entre la elección del fundente y la resistencia a la corrosión a largo plazo es directa. Una pieza soldada con fundente corrosivo y una limpieza incompleta puede lucir perfecta en el momento de la entrega y fallar seis meses después. Para obtener una visión más detallada de las opciones de materiales y procesos para ambientes corrosivos, nuestro Guía práctica de selección de radiadores de placas y aletas resistentes a la corrosión. pasa por los parámetros clave.

Criterios de selección de fundente más allá de la corrosividad

Una vez que se toma la decisión sobre corrosivo/no corrosivo, la selección del fundente se convierte en una tarea de ingeniería que consiste en hacer coincidir la ventana de fundente con el metal base, el metal de aportación y la atmósfera del horno.

Ventana de temperatura

El fundente debe estar completamente activo a la temperatura de soldadura fuerte y su rango efectivo debe superponerse con el rango de fusión del metal de aportación. Los rellenos comunes para soldadura fuerte de aluminio, como las aleaciones Al-Si, comienzan a fundirse alrededor de los 575 grados Celsius. El fundente debe derretirse y extenderse antes de que el relleno alcance su liquidez total. Si el fundente se activa demasiado tarde, el relleno no se mojará; Si se activa demasiado pronto, el fundente puede secarse antes de que se forme la articulación.

Para los fundentes de fluoroaluminato de potasio no corrosivos, el rango activo típico es aproximadamente de 560 a 620 grados Celsius. Esto cubre la mayoría de las aplicaciones de soldadura fuerte de aluminio, pero verifíquelo con la combinación de aleación específica que está utilizando.

Tamaño y portador de partículas de polvo

El fundente a menudo se aplica como una suspensión, una pasta o una capa prerrevestida. El tamaño de las partículas del polvo afecta la uniformidad de la aplicación y el comportamiento del recubrimiento durante el calentamiento. El polvo grueso es más fácil de manipular, pero puede asentarse de manera desigual; El polvo fino proporciona una capa más uniforme pero puede ser más difícil de mezclar y controlar. El sistema portador también es importante: las lechadas a base de agua necesitan un secado constante, mientras que los sistemas a base de solventes pueden necesitar un manejo diferente. Si está soldando conjuntos de aletas con espacios estrechos, una capa fina y uniforme de fundente suele ser más importante que la actividad máxima del fundente.

Atmósfera del horno

El fundente no corrosivo funciona mejor en una atmósfera inerte seca, generalmente nitrógeno. La atmósfera debe estar seca para evitar la reaparición de óxido y el punto de rocío normalmente debe estar por debajo de -40 grados centígrados. Los niveles de oxígeno y humedad en el horno afectan directamente la eficiencia del flujo. Si la atmósfera es pobre, el fundente se consumirá combatiendo el óxido en lugar de permitir la soldadura, lo que provocará que las juntas mueran. Los fundentes corrosivos son más tolerantes a la calidad de la atmósfera, razón por la que siguen utilizándose para aplicaciones de soldadura fuerte manual y con soplete.

Calificación de un fundente antes de la producción

Ningún fundente debería pasar a la producción en serie sin una prueba de lote pequeño que incluya pruebas del comportamiento de los residuos. La especificación química por sí sola no le indica cómo se comportará el fundente en su horno, en la geometría de sus aletas ni en su proceso de limpieza y ensamblaje.

Los pasos prácticos de calificación incluyen:

• Verificar el certificado de análisis de contenido activo e impurezas. Los niveles de hierro, cobre y zinc por encima de los límites especificados pueden afectar la calidad de las juntas y el comportamiento frente a la corrosión.
• Verifique la consistencia entre lotes. La temperatura de soldadura fuerte es una ventana estrecha y un lote de fundente que se activa 10 grados más alto puede causar filetes incompletos en todo un ciclo de producción.
• Controlar las condiciones de almacenamiento. Los polvos fundentes absorben la humedad si los paquetes se dejan abiertos. La humedad provoca grumos y reduce la actividad. Utilice envases sellados y verifique la vida útil.
• Realice una soldadura fuerte en lotes pequeños con el mismo metal base, relleno, carga de fundente y atmósfera que se utilizará en la producción. Inspeccione la formación de filetes, la apariencia de los residuos y la limpieza del canal.
• Realice una prueba de exposición a la humedad en muestras soldadas terminadas. Exponga las muestras a condiciones cálidas y húmedas durante un período definido e inspeccione si hay productos de corrosión. Esta es la forma más directa de confirmar que la combinación de flujo y proceso es segura.

Estos pasos pueden parecer pesados ​​para un material consumible, pero el fundente es la principal variable que puede convertir un buen proceso de soldadura fuerte en un problema de confiabilidad en el campo. Para nuestra propia fabricación, tratamos la calificación del flujo como parte de la revisión del diseño del producto, especialmente cuando el intercambiador de calor se utilizará en aplicaciones exigentes como refrigeración hidráulica o gestión térmica del tren motriz.

La selección de flujo es una decisión de confiabilidad, no una decisión de costo de consumibles.

En la soldadura fuerte de aluminio, el metal de aportación y el perfil del horno reciben la mayor atención, pero el fundente determina si la unión sobrevive su primer año de servicio. El fundente de fluoruro no corrosivo elimina el mayor riesgo: los residuos atrapados que absorben la humedad y corroen la junta desde el interior. Para núcleos de intercambiadores de calor y otras estructuras cerradas, eso la convierte en la opción predeterminada correcta. Al adquirir fundente, confirme la ventana de temperatura, los requisitos de la atmósfera y el comportamiento del residuo, luego valídelo con una prueba de producción real.

Si está diseñando o adquiriendo productos de refrigeración de aluminio soldado, un enfriador de aletas de placa de aluminio construido con un proceso de flujo controlado no corrosivo es la base que se puede esperar.

Fabricantes de enfriadores de aluminio, proveedores de enfriadores de placa y aletas de aluminio Como fabricantes de enfriadores de aluminio de China y proveedores de intercambiadores de calor de aletas de placa de aluminio, fábrica, Jinlianshun ofrece placa de aluminio Cutsom... Ver producto →