کندانسورها (تقطیرکننده‌ها) و اواپراتورهای (تبخیرکننده‌ها) آلومینیومی، به دلیل وزن سبک و راندمان حرارتی بالا، در سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو و صنعتی متداول هستند. با این حال، تعمیر و جوشکاری آلومینیوم به دلیل نقطه ذوب پایین، هدایت حرارتی بالا و تشکیل سریع لایه اکسید، نیازمند مهارت و تکنیک‌های خاصی است.
۱. چالش‌های جوشکاری آلومینیوم در سیستم‌های HVAC
تعمیر رادیاتورها و کویل‌های آلومینیومی به دلیل ویژگی‌های ماده و طراحی قطعات، با چالش‌هایی همراه است:
- لایه اکسید آلومینیوم (Al_2O_3): آلومینیوم در مواجهه با هوا، فوراً یک لایه اکسید با نقطه ذوب بسیار بالاتر (حدود 2000^circC) از خود آلومینیوم خالص (حدود 660^circC) تشکیل می‌دهد. این لایه باید قبل و در حین جوشکاری کاملاً حذف شود.
- هدایت حرارتی بالا: حرارت به سرعت در قطعه پخش می‌شود، که کنترل موضعی دما و جلوگیری از ذوب شدن ناخواسته نواحی مجاور (مانند فین‌ها) را دشوار می‌کند.
- ضخامت کم لوله‌ها: لوله‌های کویل‌ها بسیار نازک هستند و حرارت بیش از حد به راحتی باعث سوختن و سوراخ شدن آن‌ها می‌شود.
۲. آماده‌سازی قبل از جوشکاری (مهمترین مرحله)
آماده‌سازی دقیق، تضمین‌کننده کیفیت جوش است.
الف) حذف آلاینده‌ها و روغن
- شستشوی داخلی: قبل از جوشکاری، سیستم باید کاملاً از هرگونه مبرد، روغن کمپرسور و آلودگی تخلیه شود. روغن‌های POE (مخصوص R134a و R410A) باقیمانده می‌توانند با حرارت، دود سمی تولید کرده و کیفیت جوش را مختل کنند.
- تمیزکاری سطح خارجی: محل دقیق نشتی باید با استفاده از حلال‌های غیر روغنی (مانند ایزوپروپیل الکل یا استون) و برس‌های استیل ضدزنگ یا فرچه‌های سیمی مخصوص تمیز شود. ابزارهای تمیزکاری نباید قبلاً برای تمیز کردن فلزات دیگر (مانند مس) استفاده شده باشند.
ب) حذف لایه اکسید
- برس‌کاری مکانیکی: لایه اکسید باید بلافاصله قبل از اعمال حرارت با برس‌کاری سبک با برس استیل ضدزنگ تمیز شود.
- استفاده از فلاکس (Flux): استفاده از یک فلاکس شیمیایی فعال مخصوص آلومینیوم در حین جوشکاری، به شکستن و حذف لایه اکسید باقیمانده کمک شایانی می‌کند.
۳. تکنیک‌های تخصصی جوشکاری آلومینیوم
دو روش اصلی برای تعمیر کویل‌های آلومینیومی در صنعت HVAC استفاده می‌شود:
الف) جوشکاری TIG (Tungsten Inert Gas)
این روش برای تعمیر ترک‌ها و شکستگی‌های بزرگ در هدرها و لوله‌های ضخیم‌تر بهترین انتخاب است.
- مزیت: ایجاد جوش‌های بسیار قوی و تمیز با کنترل دقیق قوس.
- تجهیزات: نیاز به دستگاه TIG با قابلیت جریان AC (جریان متناوب) دارد. جریان AC به طور طبیعی لایه اکسید را در حین جوشکاری می‌شکند.
- فیلر (Filler Rod): استفاده از مفتول فیلر آلومینیومی (مانند 4043 یا 5356) ضروری است.
- گاز محافظ: استفاده از گاز آرگون خالص برای جلوگیری از اکسیداسیون مجدد در حین فرآیند جوش.
ب) لحیم‌کاری سخت آلومینیوم (Aluminum Brazing)
این روش، که اغلب به عنوان "جوشکاری با مشعل" شناخته می‌شود، برای تعمیر لوله‌های نازک و سوراخ‌های کوچک در کندانسورهای خودرو متداول است.
- ابزار: استفاده از مشعل Oxy-Acetylene (با شعله خنثی یا کاهنده) یا مشعل پروپان/گاز مپ (MAPP Gas).
- مفتول تخصصی: استفاده از مفتول‌های آلومینیومی با دمای ذوب پایین (معمولاً 4047) که معمولاً با فلاکس داخلی یا خارجی عرضه می‌شوند.
- تکنیک شعله: حرارت باید به صورت غیر مستقیم به ناحیه اطراف محل نشتی اعمال شود. مفتول فیلر زمانی اعمال می‌شود که خود فلز پایه به دمای ذوب مفتول برسد. مستقیماً به مفتول حرارت ندهید. این فرآیند دمای پایین‌تری نسبت به TIG دارد و برای لوله‌های نازک‌تر ایمن‌تر است.
۴. بازرسی نهایی و اقدامات پس از تعمیر
- تست فشار با نیتروژن: پس از جوشکاری، کویل تعمیر شده باید با گاز نیتروژن خشک (با فشاری که کمی بیشتر از فشار کاری سیستم است) پر شود و محل جوش با محلول آب و صابون تست شود تا نشتی مجددی وجود نداشته باشد.
- وکیوم (خلاء سازی): پس از تأیید عدم نشتی، سیستم باید با استفاده از پمپ وکیوم قوی و گیج میکرون به سطح خلاء عمیق (زیر 500 میکرون) رسانده شود تا رطوبت و گازهای غیرقابل تقطیر کاملاً حذف شوند. عدم انجام این کار باعث خرابی زودرس کمپرسور می‌شود.
- شارژ مبرد و روغن: شارژ دقیق مبرد بر اساس وزن و استفاده از روغن مناسب (POE یا PAG در خودروها) آخرین مرحله از فرآیند بازسازی است.
