ES2228816T3 - Procedimiento para la union de tubos de acero con nervios de aluminio. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la unión de tiras nervadas de aluminio, con pliegues corrugados, con las superficies planas de tubos planos de acero, caracterizado porque a la temperatura ambiente se aplica sobre las superficies planas de los tubos planos una capa de soldante compuesta por una aleación de zinc-aluminio con una proporción de aluminio desde 0, 5% hasta 20% y sobre las zonas de contacto de las tiras nervadas con las superficies planas se aplica un fundente formado por tetrafluoruro de cesio-aluminio, después de lo cual se ponen las tiras nervadas en contacto mecánico con las superficies planas, calentando entonces esta configuración en un horno a una temperatura de soldeo de entre 370ºC y 470ºC y dejándola finalmente enfriar a la temperatura ambiente.

Description

Procedimiento para la unión de tubos de acero con nervios de aluminio.

La invención concierne a un procedimiento para la unión de tiras nervadas de aluminio, con pliegues corrugados, con las superficies planas de tubos planos de acero, conforme a las características del preámbulo de la reivindicación.

En este contexto, en el documento US-PS 5,042,574, se describe la unión de tubos planos plaqueados con aluminio con tiras nervadas de aluminio de pliegues corrugados en un horno de temple por medio de un soldante de aluminio-silicio. La unión de las tiras nervadas de aluminio con los tubos planos de acero mediante el soldante de aluminio-silicio, el cual es parte constituyente de los nervios de aluminio o del tubo plano, presenta la desventaja de que este tipo de soldadura sólo puede ser llevado a cabo por medio de tubos planos plaqueados con aluminio o por medio de nervios de aluminio plaqueados. Al coste comparativamente alto debido tanto a la provisión de las diferentes materias primas como a la fabricación, se añade la desventaja de que los tubos planos cerrados circunferencialmente mediante al menos un cordón longitudinal de soldadura no pueden ser plaqueados con aluminio en la zona de dicha soldadura. De otro modo no puede garantizarse una soldadura perfecta. Dicha zona del tubo plano posteriormente se deberá limpiar de subproductos de soldadura y proteger después mediante técnicas anticorrosivas.

Otra desventaja más de los tubos nervados compuestos de tubos planos de acero y de tiras nervadas de aluminio con pliegues consiste en que la soldadura de los tubos planos plaqueados con aluminio con las tiras nervadas ha de tener lugar a temperaturas comparativamente altas en un orden de magnitud de aproximadamente 600ºC, es decir, próxima a temperatura de reblandecimiento del aluminio. La soldadura necesaria en este caso consta de un sistema eutéctico de aluminio-silicio fundente a una temperatura ligeramente inferior al punto de reblandecimiento del aluminio.

En relación con este tipo de ejecución se constata que debido a los diferentes coeficientes de dilatación térmica del aluminio y del acero, después del soldado a aproximadamente 600ºC, durante el enfriamiento hasta la temperatura del entorno (temperatura ambiente), ambos materiales soldados se pueden deformar fuertemente uno contra el otro, de forma que es fácil llegar a la ruptura de la soldadura si el aluminio no ha sido perfectamente revestido.

En el documento JP 590 82 114 A se describe un procedimiento para la fijación de un nervio en espiral de aluminio sobre un tubo de acero, en el que para la soldadura se emplea una solución de cloruro de estaño/cloruro de zinc.

El documento EP 0 845 321 A1 describe el modelo especial para unir mediante soldeo piezas de aluminio fundidas a presión. Para dicho procedimiento de unión, entre otros, como fundente se utiliza también el tetrafluoruro de cesio-aluminio.

La invención se plantea como objetivo, partiendo del estado de la técnica, la obtención de un procedimiento para la unión de tiras nervadas de aluminio, con pliegues corrugados, con las superficies planas de tubos planos de acero como componentes empleados en instalaciones y condensadores refrigerados por aire, el cual puede ser llevado a cabo con un mínimo gasto en mano de obra y energía así como con un ahorro en el coste de los materiales empleados.

Conforme a esta invención, dicho objetivo se alcanza con las características que se incluyen en la parte caracterizada de la reivindicación.

Un aspecto de la invención consiste en la utilización de un soldante formado por una aleación de zinc-aluminio con una proporción de aluminio desde 0,5% hasta 20%, preferiblemente entre el 5% y el 15%, que es aplicado sobre las superficies planas de los tubos planos de acero. La aplicación de la capa de soldante puede efectuarse mediante el procedimiento de proyección a la llama. Para ello se puede utilizar acetileno o también gas natural. En este caso un alambre con la composición del soldante es fundido y, merced a la presión a la que se encuentra el gas, es distribuido uniformemente sobre la superficie correspondiente.

Otro tipo de procedimiento consiste en la aplicación del método del arco voltaico. En este caso, por medio de dos alambres con la composición del soldante se provoca un arco voltaico de manera que se funden ambos alambres. Simultáneamente se realiza un soplado con aire o con un gas inerte de forma que el soldante fundido se distribuye homogéneamente sobre las superficies planas de los tubos planos.

También es imaginable la realización de un galvanizado empleando el soldante con la composición mencionada.

Finalmente, es imaginable también la aplicación de una capa de soldante, con la composición de la invención, mediante presión, plaqueado o sinterizado sobre las superficies planas de los tubos planos.

Resulta muy importante para el procedimiento del invento el conocimiento de que mediante el uso de un fundente en forma de tetrafluoruro de cesio- aluminio es posible reducir la temperatura de soldeo desde aproximadamente 600ºC hasta un intervalo comprendido entre 370ºC y 470ºC. Esta disminución de la temperatura de soldeo no sólo está relacionada con una reducción de los tiempos de soldeo entre un 30% y un 40% aproximadamente, sino que también ocasiona un considerable ahorro en los gastos de mano de obra y energía. Este ahorro se hace especialmente patente considerando que, conforme a esta invención, sólo son salpicadas con el fundente las zonas de contacto de las tiras nervadas con los tubos planos. La aplicación puede ser efectuada mediante inmersión o también mediante rociado.

Además, con respecto a la presente invención, ha de tenerse en cuenta que en el método convencional de soldeo las tiras nervadas eran sometidas a un recocido blando. Por ello perdían inevitablemente parte de sus propiedades de resistencia mecánica. En los tubos planos de acero con las tiras nervadas de aluminio integradas entre las superficies planas, hasta ahora esto era aceptado, dado que después del soldeo entre las superficies planas de los tubos planos, las tiras nervadas quedaban fijadas. Sin embargo, en lo referente al método de esta invención, la evidente disminución de la temperatura de soldeo garantiza que ningún recocido blando tenga lugar. Las tiras nervadas mantienen por ello todas sus propiedades de resistencia mecánica.

Finalmente, después del soldeo en el horno, la estructura correspondiente formada por los tubos planos y las tiras nervadas se sitúa a temperatura ambiente (temperatura del entorno) enfriándose de este modo, con lo que la unión de las tiras nervadas con los tubos planos posibilita una perfecta conducción de calor.

El soldante especial de aleación de zinc-aluminio con una proporción de aluminio de 0,5% - 20%, preferiblemente 5% - 15%, junto con el igualmente especial fundente en forma de tetrafluoruro de cesio-aluminio permite que, a la ventajosa temperatura comprendida entre 370ºC y 470ºC, el soldante se funda sin que en ningún caso se derrita el aluminio de las tiras nervadas. A este respecto, la fuerza impulsora es el sistema eutéctico de zinc/aluminio, dado que al encontrarse aleado el aluminio en la capa de soldante, el zinc líquido no puede diluir el aluminio existente en las tiras nervadas.

El fundente especial formado por tetrafluoruro de cesio-aluminio puede ser elaborado a partir de una base ácida, básica o neutra.

La temperatura correspondiente de soldeo depende de la proporción de aluminio en el soldante. Cuanto mayor sea dicha proporción mayor será la temperatura de soldeo. Una configuración ventajosa será por tanto disponer de un soldante con una proporción de un 15% de aluminio, con lo que la temperatura de soldeo se situará en torno a 430ºC.

Claims (1)

1. Procedimiento para la unión de tiras nervadas de aluminio, con pliegues corrugados, con las superficies planas de tubos planos de acero, caracterizado porque a la temperatura ambiente se aplica sobre las superficies planas de los tubos planos una capa de soldante compuesta por una aleación de zinc-aluminio con una proporción de aluminio desde 0,5% hasta 20% y sobre las zonas de contacto de las tiras nervadas con las superficies planas se aplica un fundente formado por tetrafluoruro de cesio-aluminio, después de lo cual se ponen las tiras nervadas en contacto mecánico con las superficies planas, calentando entonces esta configuración en un horno a una temperatura de soldeo de entre 370ºC y 470ºC y dejándola finalmente enfriar a la temperatura ambiente.