رادياتور خودرو همانگونه كه گفته شد از سه قسمت هسته (شبكه) ، جمع كنندههاي ورودي و خروجي (مخازن ورودي و خروجي ) و منبع انبساط تشكيل شده است . يكي از مهمترين تفاوتهاي فعلي بين رادياتورهاي مسي برنجي و آلومينيومي تفاوت در روش ساخت هسته (شبكه) مي باشد .
هسته (رادياتور) معمولاً از سه قسمت اصلي تشكيل شده است :
- لوله (Tube)
- پره (Fin)
- صفحه لوله (Tube sheet / Header)
و يك قسمت فرعي بنام بغلي (Side)
نحوه اتصال لوله به پره و لوله به هدر مسئله اصلي در توليد رادياتور مي باشد . در حال حاضر رادياتور هاي مسي برنجي با استفاده از روش لحيم كاري معمولي (Soldering) و رادياتورهاي آلومينيومي با استفاده از روش بريزينگ (Brazing) و يا اتصال مكانيكي توليد مي شوند .
روش ساخت با تكنولوژي لحيم كاري (Soldering) :
لحيم كاري اتصال دو ماده جامد بهم با استفاده از ماده سومي مي باشد كه داراي نقطه ذوب پايين تري از دو ماده اول مي باشد .و به راحتي به هر دو ماده مي چسبد . در اين فرايند ماده پر كننده به حد ذوب مي رسد و به صورت مذاب بين دو جامد بكمك فلاكس حركت مي كند و به هنگام سرد شدن به هر دو ماده مي چسبد و در دماي مورد استفاده حالت جامد دارد . در توليد رادياتور مسي برنجي لوله ها و پرهها و هدرها از آلياژ مس و برنج مي باشد و ماده پركننده از آلياژ قلع و سرب مي باشد . آلياژ قلع و سرب مورد استفاده داراي دماي ذوب ۴۳۰ – ۳۸۰ درجه سانتيگراد مي باشد (معمولاً قلع ۷۵%-۷۰% و سرب ۳۰%-۲۵%) ميزان سرب بالاتر و وجود مقداري نقره در تركيب آلياژ (هيچيك از شركتهاي توليدي رادياتور در ايران از نقره استفاده نمي كنند)خواص مكانيكي لحيم را بالا مي برد اما ميزان سرب بالاتر در لحيم ، لحيم كاري را سخت مي كند فلاكسهاي مورد استفاده در پروسه لحيم كاري كلريد روي آلي يا غير آلي مي باشد (فلاكس باقيمانده در پروسه لحيم كاري باعث مشكلات خوردگي مي شود ) .
لحيم كاري به روشهاي گوناگوني انجام مي شود در لحيم كاري غوطه وري مجموعه كامل مونتاژ شده تميز مي شود و وارد تشت فلاكس شده سپس مجموعه در يك بوته پر از لحيم مذاب وارد مي شود در نتيجه بطور همزمان اتصال بين تك تك پرهها و لوله ها و هدرها برقرار مي گردد .
در روش غير غوطه وري مجموعه كامل مونتاژ شده وارد تشت فلاكس شده يا اينكه توسط دستگاه فلاكس پاش آغشته به فلاكس شده و سپس وارد كوره پخت شده بطور معمول به مدت ۵ دقيقه ( بر حسب نوع شبكه) در دماي ۴۰۰-۳۵۰ درجه سانتيگراد باقيمانده تا لحيم تين شده روي سطح لوله هاي برنجي موجب آب بندي درزلوله (درلوله هاي پرچي) و اتصال به پرههاي مسي و هدرها (البته سرلوله هاي بيرون زده از هدر مجدداً در دستگاه ديپينگ وارد لحيم مذاب ( ديپ) شده تا محل اتصال لوله به هدر از استحكام بيشتري برخوردار گردد) گردد هسته ها (شبكه ها) توليد شده با روش لحيم كاري استحكام كمي دارند و براي كاربردهاي ساختاري و دماهاي بالاي ۱۰۰ درجه مناسب نيستند .
همانگونه كه گفته شد رادياتورهاي آلومينيومي به دو روش انبساطي (اتصال انبساطي) و بريزينگ (اتصال متالورژيكي) توليد ميشوند و بر اين اساس دو نوع رادياتور آلومينيومي وجود دارد .
رادياتور با اتصال مكانيكي (اكسپند) :
در اين روش مقطع لوله ها گرد يا بيضوي مي باشد كه لوله ها با روش اكسترود و يا كشش ساخته مي شوند در توليد اين نوع رادياتورها پرهها توسط ماشين پره زني (Fin machine) توليد مي شود كه روي پرهها علاوه بر
لوورها ( زائدههاي كوچكي هستند كه مجاري عبور هوا در سطح پره ايجاد مي كنند( لازم بذكر است اين مجاری با گرد و خاك مسدود مي شوند و وقتي لوورها مسدود شوند بازده رادياتور كاهش مي يابد همچنين افت فشار سمت هوا را بالا ميرود و دبي فن رادياتور كاهش مي يابد و در نتيجه مجدداً ميزان انتقال حرارت كاهش مي يابد) جاي عبور لوله ها تعبيه شده است . در مونتاژ شبكه رادياتور، ابتدا لوله ها از سوراخ پرهها عبور مي نمايند و توسط قرارهاي مخصوص عمليات اتصال لوله به پره بصورت انبساط يا تعريض جداره لوله و چسباندن سطح خارجي لوله به پره انجام مي گيرد سپس لوله ها به هدر متصل مي شود و در پايان توسط واشرها يا اپوكسيهاي مخصوصي آب بندي هدر به لوله ها انجام مي گيرد . توليد اين نوع رادياتورها ارزان مي باشد ليكن بعلت محدوديتهاي موجود در هندسه طراحي كمتر موثر مي باشند . اين نوع رادياتورها بيشتر در موتورهاي با جابجايي كم و بدون بار اضافي مانند دستگاه تهويه مطبوع استفاده مي شوند . همچنين در روش انبساطي بدليل عدم يكنواختي اتصال لوله به پره و محبوس شدن هوا در فضاي اتصال اين مقاومت داراي مقدار بيشتري نسبت به اتصال متالورژيكي است مقدار اين مقاومت بطور تقريبي در حدود ۲۰% كل مقاومت حرارتي است . اتصالات متالورژيكي بسيار بهتر از اتصالات انبساطي (مكانيكي)هستند و به همين دليل عموماً از مقاومت حاصل از آن صرفنظر مي گردد .
رادياتور با اتصال بريزينگ :
در اين روش نوار آلومينيومي (Almn گروه ۳۰۰۰) كه قراراست از آن لوله درست شود وارد دستگاه Roll forming شده و نورد شده سپس درز آن توسط تكنولوژي High Frequency جوش مي خورد لازم بذكر است در كارخانجات توليد آلومينيوم درحين توليد نوار آلومينيومي مورد نياز شركتهاي توليدي رادياتور آلومينيومي ، يك طرف نوار از آلياژي از آلومينيوم (۴۰۴۷/۴۰۴۵/۴۰۴۳ )كه دماي ذوب پايين تري نسبت به آلومينيوم مورد استفاده در ساخت نوار دارد روكش ميشود كه اصطلاحاً به آن كلد (Clad) گفته مي شود . اين عمل باعث مي شود كه اين روكش در هنگام رسيدن به دماي بريز ذوب شده و منجر به پر كردن منافذ و ايجاد اتصالات يكنواخت مناسب گردد .پرهها از آلياژ Almn گروه ۳۰۰۳ و يا Almgsi گروه ۶۰۰۰ مي باشند و هدرها نيز از آلياژ يكي از اين دو گروه مي باشند . پره ها روكش ندارند و توسط ماشين پره زني نوار پره آكاردئوني (Corrugate) شده و لوور (Louver) روي آنها ايجاد مي گردد سپس در دستگاه جيگ مونتاژ لوله ها و پرهها قرار گرفته و بعد هدرها نصب و نهايتاً شبكه مونتاژ مي شود و در آخر جيگ هاي استنلس استيل C فريم و يا U فريم جهت جلوگيري از پاشيدگي شبكه مونتاژ شده و اتصال جذب تر لوله ها و پرهها به يكديگر به شبكه نصب شده و سپس فلاكس خورده ( محلول فلاكس : آب + ۲۰ – ۱۵ % حجم آب ، مواد فلاكس) و بعد وارد قسمت پيش گرم كوره شده و در آخر وارد كوره شده و دردماي بريزينگ (حدود۶۰۰ درجه سانتيگراد)عمل بريزينگ انجام مي شود . زمان سپري شده كل عمليات پيش گرم ، بريز و سپس كاهش دمای قطعه در حدود ۳۰ – ۲۵ دقيقه مي باشد ليكن زمان لازم جهت فقط بريز شدن ۱۲- ۸ دقيقه ( بر حسب نوع شبكه و ابعاد آن ) مي باشد . در حال حاضر بيشتر از بريزينگ به كمك خلا (بدون فلاكس) ، هواي خشك با فلاكس كلريد و فلاكس غير خورنده Nocolok در شرايط خلا / گاز محافظ استفاده مي شود كه در استفاده از آلومينيومهاي بدون روكش (Non Clad) نياز به خلا / گاز محافظ نبوده ولي فلاكس خورنده مي باشد كه اضافي آن بايد حذف و شبكه توسط محلولهاي اسيدي و آب شسته گردد.
تاليف و تلخيص : مهندس حميد صادقي