车用空调冷凝器售后扁管泄漏问题探究

1、    车用空调冷凝器售后扁管泄漏问题探究    摘要：在我国，汽车工业是一项极为重要的支柱型产业，经历了几十年的蓬勃发展，如今汽车已经成为生活中极为普遍的交通工具，几乎进入了每一个中国家庭，随着汽车的普及，人们越来越关注汽车售后质量表现，而随着当前各种新闻媒体的发展，质量不好，口碑不佳的产品是经不起媒体报导和传播的，这就给汽车厂家以及下游供应商提出了更高的挑战，而车用空调冷凝器泄漏问题就是一个业内一直存在的顽疾。本篇文章以汽车空调冷凝器为切入点，研究和分析平行流式冷凝器售后扁管泄漏问题，从而为更加深入的研究和后续的实际使用提供有益的参考。关键词：冷凝器

2、;腐蚀;钎焊;多孔扁管1引言空调冷凝器安装在冷却模块最前端，长期遭受日光暴晒或是雨水冲刷，在汽车行进过程中，空气、路面中的尘埃、污染物很容易附着在冷凝器上，因此，冷凝器常常会发生较为严重的腐蚀现象，尤其对于沿海地区或是环境污染较大的城市，冷凝器被腐蚀泄漏的风险更加严重。如果环境温度极低，例如北欧的一些国家和俄罗斯等，遭遇暴雪袭击的时候他们往往会在地面撒上用于快速将积雪融化的材料，这样也很容易使冷凝器产生较为明显的腐蚀。因此，冷凝器产品工程师们一方面要确保冷凝器具有良好的散热能力和较小的体积，另一方面又要选择合适的材料进而确保冷凝器能够在未来较长的一段时间内正常发挥其功能作用，按现在最新的设计寿

3、命要达到15年。所以如何防止冷凝器腐蚀泄漏，这是一个存在一定难度的问题。2冷凝器售后扁管泄漏失效模式分析冷凝器主要由以下五个部分组成：一是多孔扁管，也叫微通道管，二是左右集液管，三是翅片，也叫散热带，四是储液干燥器，五是进、出口法兰、支架等。冷凝器售后扁管泄漏常见的失效模式有两个：一是沙石击穿，是汽车高速行进过程中偶然撞击到坚硬的小沙石导致，表现为扁管侧面机械损伤，比较容易判定。二是腐蚀泄漏，表现为扁管大平面上单点泄漏或是整个冷凝器上多根扁管多点泄漏，呈“满天星”状态，可能的成因很多，本文即对此失效模式进行分析探究。扁管腐蚀主要分为熔蚀性腐蚀和电化学腐蚀。熔蚀性腐蚀的主要原因包括：扁管合金成分

4、异常、钎焊炉温过高、钎焊保温时间过长、异物或炉渣黏附等;电化学腐蚀的主要原因包括：扁管合金成分异常、扁管壁厚较薄、喷锌量不足、喷锌覆盖率不足、钎焊炉温不足、钎焊保温时间不足等。由于铝的电位很低，所以几乎所有冷凝器用金属，只要和铝合金间存在湿润导电接触，都会导致铝的电化学腐蚀。在具体表现形式上是呈点蚀状态，即在金属上形成点状、针孔状的一种局部腐蚀形态，迅速穿透材料。3冷凝器防腐蚀机理介绍冷凝器一旦发生点蚀，会迅速穿孔失效，即使材料一定程度加厚也难以抵挡，因此，防腐蝕最重要的手段就是避免点蚀，采取的方法是阳极保护-通过调整材料的腐蚀电位，牺牲外围的部件，保护核心部件最后腐蚀。喷锌扁管在焊接后表面会

5、形成约100um的zn扩散层，扩散层的腐蚀电位比铝扁管的腐蚀电位低，当腐蚀发生时，扩散层会均匀腐蚀，避免向纵深方向发展，从而延长扁管穿孔的时间。以纯al、cu、zn为例，其电化学腐蚀关系如下：cu：-200mv;al：-750mv;zn：-1000mv，因此，al对于cu形成低电位，铝被腐蚀;而对于zn，形成高电位，铝受保护。扩散层的厚度与钎焊工艺和喷锌量有关。4车用空调冷凝器售后扁管泄漏实例分析4.1故障描述今年5月份，陆续接到烟台整车厂客户反馈某车型冷凝器短里程泄漏，有几台车甚至还处于在库待售状态。接收到客户返回的冷凝器，外观上泄漏位置覆盖很明显的黄色砂粒，冷凝器出厂时氦检合格标签齐全，出

6、厂日期为去年9月份，查看追溯码，可证实出厂时无泄漏问题。通过体视镜观察泄漏孔成点蚀形态，用电镜扫描检测发现泄漏孔形貌及元素如图所示。泄漏孔呈不规则凹坑状，方向从外向内，孔内未发现氟铝酸钾钎剂成分，而在孔周边存在钎剂成分，且在泄漏孔内部有na，cl、s、p等元素，可确认扁管为外部化学腐蚀。经分析，f、k主要为钎剂氟铝酸钾结晶的成分;na、k、ca、cl、mg为可溶性盐类，在空气潮湿的情况下，长时间附着在扁管上极易形成局部点蚀;s是较强的腐蚀性物质，售后返回件普遍可以检测到s的存在;p疑似为清洁剂成分，可能在车辆清洁时产生;si常见于散热带、硅三扁管等产品，si可以降低母材熔点，易导致熔蚀;al、

7、zn为喷锌管成分。4.2原因排查1）、扁管成分分析对比2018-2020年三个批次扁管的化学成分，均符合标准要求，未发现异常。2）、扁管尺寸分析经测量，扁管外形尺寸符合图纸要求，投影测量扁管壁厚也符合图纸要求，未发现异常。3）、扁管喷锌量、覆盖率测量标准要求喷锌量为8±2 g/m?，覆盖率>60%，测量发现a面喷锌量均值为7.77 g/m?，覆盖率为76.64%;b面喷锌量均值为7.90 g/m?，覆盖率为75.47%。均值和覆盖率均满足图纸要求，但偏下限。对比其他供应商扁管的测量数值，发现a面喷锌量均值为10.40 g/m?，覆盖率为91.58%;b面喷锌量均值为9.40 g

8、/m?，覆盖率为84.83%，该供应商供货的扁管未发现有短里程泄漏问题。4）、钎焊工艺排查标准要求钎焊温度为595-610，且在577以上保温6.5-10min，调取当月的炉温监控记录，炉温及保温时间符合工艺要求，但由于产品种类多、钎焊炉产能紧张，因此，存在混焊的情况，产品摆放密度随意性较强，产品实际吸热量无法控制。5）、生产过程异物排查在供应商端排查发现，生产时主要用辊轮组来实现拉料，辊轮周围有润滑油渍，而且在高速转动时辊轮不可避免会黏上铝屑，由于压实而很难取下，于是工人用砂纸擦拭辊轮，存在将砂粒压在扁管上的风险。在马勒工厂排查发现，生产结束后，若未对剩余扁管进行防护，长时间暴露在外，由于车

9、间粉尘较大，有异物黏附的风险。6）、客户端原因排查经了解该型号冷凝器在其他工厂未发现有类似泄漏问题，冷凝器出厂日期为去年9月份，相较于问题反馈日期已经约8个月时间，期间车辆一直停在露天停车场内，该停车场靠近海边，区域内盐雾量相对较高，氯化物容易沉积在冷凝器表面。由于车辆长时间不使用，盐分始终黏附在扁管表面，加上环境持续高湿，容易导致冷凝器上氯盐发生化学腐蚀，使扁管泄漏。4.3改进措施1）、提高喷锌量执行标准，将喷锌重量由8±2 g/m?提高到10±2 g/m?，将覆盖率>60%提高到大于85%;2）、协调生产，相似产品集中钎焊，并量化产品摆放密度要求，一般以辊道间距的倍数来规定产品间隔距离，以便于工人操作;3）、供应商端推进异物管控措施，规范操作，采用百洁布等专用物品清理辊轮。马勒工厂芯子装配生产结束后，要求立即在剩余扁管上覆盖塑料保护膜，降低异物进入的风险。4）、建议客户对长期库存车辆定期清洗，以防止盐雾结晶长时间附着在冷凝器表面，造成腐蚀风险。5结语冷凝器腐蚀泄漏的原因通常比较复杂，往往不是单一因素导致的，如本案例中所述的售后泄漏问题就是扁管