1 铝制板翅式换热器的特点

1）高效传热性能
翅片的独特设计促使流体在通道内产生剧烈湍流，持续打破传热边界层，有效降低热阻，同时，冷热流体不仅通过隔板直接传热，更主要通过翅片大面积传递热量，显著提升传热效率。

2）紧凑结构设计
相较于列管式换热器约160m²/m³的传热面积，板翅式换热器单位体积传热面积可达1500m²/m³，最高纪录更是惊人，达到4370m²/m³。

3）轻便且坚固构造
翅片厚度通常在0.2至0.5mm之间，加之紧凑布局与铝合金材质，使得整体重量极轻。同时，翅片作为主要传热面和隔板支撑，强度极高，例如，0.7mm隔板与0.2mm翅片构成的换热器，能承受40Kgf/cm²表压，重量仅为列管式的十分之一。

4）广泛适用性
单一设备内可支持2至9种介质同时换热，适用于气-气、气-液、液-液等多种热交换场景，支持逆流、并流、错流及错逆流等多种流态，可在-273至+120℃温度范围内稳定运行，尤其适合铝合金在低温下展现优良机械性能和导热系数的空气分离与天然气分离行业。

5）经济效益显著
紧凑设计、小巧体积及全铝构造大幅降低重量与成本。在深冷技术中，不仅能节省大量贵重材料，相比其他类型换热器，更具经济优势。

2 板翅式换热器的结构

板翅式换热器构成包含芯体、封头部件、连接管道及支撑座等组件。流体流动的每一层级通道结构由翅片、分隔板及密封条装配而成[1]，且每一层级通道在特定位置均配置有流体的出入口，这些出入口被相应的封头所包围，并通过焊接各自的接管来构成完整的流通系统。芯体部分则是根据需求，将各流体通道层层叠加，并通过真空钎焊技术整合为一个整体。具体到每个通道，它由分隔板（或侧边板）、翅片（或导流元件）及密封条等零件共同组装而成。

3 板翅式换热器的主要缺陷产生原因及纠正措施

铝质板翅式换热器在设计、选材、设备运用及工艺执行不当的情况下，可能会遭遇钎焊瑕疵，这些问题可能引发芯体中少量钎焊缝在压力测试时出现渗漏，以及内部隔板遭受熔融侵蚀等钎焊缺陷的形成。

局部未焊透是真空钎焊过程中的一个主要问题，其成因多样，关键在于翅片、导流片、封条与钎焊隔板间的间隙未被钎料充分填充或钎料与母体金属未能完全融合，导致板翅式换热器局部出现泄漏。

导致局部未焊透的主要因素包括：
①真空环境不达标：零件表面的氧化膜无法彻底清除或在加热阶段持续氧化，影响钎料的流动性，使其无法完全填充间隙；
②零件清洁度不足：存在油污、锈迹、尘埃、杂质等；
③钎焊温度偏低或升温速度过快，导致组件间温度分布不均；
④钎料选用不当或使用方法有误；
⑤组件装配不精确，焊缝间隙过大，减弱了毛细效应，使得钎料难以形成理想的钎缝。

图1 气体流向示意图

局部未焊透的修正措施：

利用铣削工具去除芯体表层氧化膜，针对封条与隔板熔点差异导致的焊缝气孔问题，需预先分离封条与隔板，以避免通道内漏。

在泄漏的芯体上随机选取一条焊缝，去除隔板上层封条，形成深度约2.0mm、宽度约4.0mm的坡口。补焊前，需彻底清理脱焊区域，清理范围需在脱焊长度两端各延长20mm，且深度一般不低于10mm。随后，采用手工氩弧焊技术进行补焊。补焊过程中，需确保隔板与焊缝间无气孔产生，并注意控制焊接应力引起的收缩。在进行第二层补焊时，考虑到焊接收缩，需间隔一至二层进行，让焊缝充分冷却，以减少焊缝收缩，避免钎焊缝因焊接应力而拉开，从而降低重复修复率，确保产品的性能与外观质量。

3.1 隔板融蚀原因与修正措施

真空钎焊产生熔蚀原因：

①钎焊温度过高或在较高温度下保温时间过长 ；

②钎料选择不当 ；

③钎料的量过多 ；

④隔板材料内部存在缺陷。

在换热器芯体中，隔板熔蚀是一个关键缺陷，主要由真空钎焊时温度过高或隔板材质问题引发，导致隔板穿孔，且穿孔位置不固定。传统上采用水查找法，即选取穿孔隔板上下层的任意一个通道，焊接上临时封头，将芯体侧放，使一个通道口朝上，另一个朝下，将一个透明塑料管连接至其中一个通道口，并在上通道口注入水，直至透明管上口有水流出，水会通过穿孔流出，同时透明管内的水位会下降，当水位与穿孔点平齐时便不再下降，此时可标记出一个上下方向的穿孔点，并绘制平行线；为确定左右方向的穿孔点，将芯体一端吊起至至少30°以上，再次加水，水会顺着穿孔点流到与穿孔平齐的位置，再绘制另一条平行线，两平行线的交点即为穿孔点的确切位置。

尽管水查找法有效，但耗时较长，不适用于紧急需求。气体声音判断法则更为迅速，但要求操作者具有丰富的经验。例如，在穿孔隔板上下层中选择一层压力较高的通道充气，在另一层的出口监听穿孔点的B向位置。如图1所示，若穿孔点①的气流沿着翅片流向出口泄漏，可根据气流位置判断哪些漏气点可修复（如位置1），哪些不可修复（如位置2）。要确定A向位置，需根据进出口漏气大小决定钻孔位置，若出口气流大，则穿孔点可能在芯体长度中心偏向出口处，使用Ф5mm钻头在初步判断的位置钻孔（如钻孔点1），深约45mm，通过钻孔点1判断气流是否切断，以及出口漏气位置的气流变化，根据气流大小确定第二个钻孔点（如钻孔点2）的位置。通过比较钻孔点1和钻孔点2的声音高低，可确定穿孔点的精确位置。若钻孔点2声音高，且钻孔点1气流不变，则穿孔点在钻孔点2附近，随后在钻孔点1和钻孔点2之间靠近钻孔点2的位置找到穿孔点并进行修复。

4 总结

本文归纳了板翅式换热器的主要缺陷成因及其修复方法，针对铝制板翅式换热器因钎焊局部未焊透导致的泄漏问题，提出了因封条与隔板熔点差异需预先分离的处理思路，并强调了在补焊时需考虑焊接收缩的影响。此外，本文还介绍了利用气体声音判断法来精确定位缺陷位置的方法，并指出在大型铝制板翅式换热器芯体的外部至内部融蚀修复时，修复范围可达45mm，旨在减少或避免堵塞通道层数，从而确保换热面积、试压强度以及产品的整体性能与质量。

航烨能源通过技术创新提升了换热效率，优化了产品结构，增强了耐腐蚀性和适应性，推动了该领域的技术进步和应用拓展，为多个行业提供了高效、可靠的换热解决方案。