Heat Exchanger = หัวใจของ HVAC unit · ทุก condenser + evaporator coil ต้องการ brazed joint ที่ header, distributor, และ inlet/outlet pipe · ความท้าทายเฉพาะของ heat exchanger คือ multi-material joint (Cu-Cu + Al-Cu transition) ในชิ้นเดียวกัน + localized heat ใกล้ aluminum fin ที่จะ melt ที่ 660°C · บทความนี้อธิบายเทคนิค induction brazing สำหรับ heat exchanger ทุกประเภท: tube-fin, microchannel, plate, และ coaxial
Heat Exchanger Anatomy — เข้าใจตำแหน่ง Brazed Joint
Heat exchanger HVAC ทั่วไปมี brazed joint หลายตำแหน่ง:
- Header Tube → Coil Tube: Cu-Cu joint (round or flat header)
- Header End Caps: ปิด end ของ header tube
- Distributor → Header: spread refrigerant flow
- Inlet/Outlet Pipe → Header: connection to refrigerant line
- Service Valve → Pipe: Cu-Brass joint (BAg filler)
- Microchannel: Header → Tube ports: Al-Al joint (CAB furnace ส่วนใหญ่)
- Al-Cu Transition: Al microchannel header → Cu refrigerant line
Cu-Cu Header Tube Joint — Saddle Coil Strategy
Header tube มี diameter ใหญ่ (Ø 22-35 mm) และต้อง braze หลาย small tube พร้อมกันที่ junction · Coil design ต้องใช้ saddle coil หรือ multi-turn channel coil ที่ครอบคลุม joint area ทั้ง 360°
| Coil Type | Application | Pros | Cons |
|---|---|---|---|
| Single-Turn Saddle | Single header port | Quick changeover | Limited heat zone |
| Multi-Turn Saddle | Larger header Ø >28 mm | Even heat distribution | Slower changeover |
| Split (Hinged) Coil | Multi-port simultaneous | Throughput high | Complex maintenance |
| Internal Coil | Header end cap | Localized heat inside | Special design |
Al-Cu Transition Joint — The Hardest Part
Filler + Flux สำหรับ Al-Cu
- BAlSi-4 (AWS A5.8): Al 88% + Si 12%, melt 577°C — most common
- Activated Flux: Cs-AlF₃ (cesium aluminum fluoride) หรือ Nocolok flux
- Pre-applied filler: ring, paste, หรือ pre-clad
- Atmosphere: N₂ shroud (optional) ลด oxidation
Process Window — Al-Cu
- Pre-heat 200°C — flux activation
- Ramp 5-8 sec to 580°C
- Hold 3-5 sec at 580-620°C
- Power off — controlled cool
- Critical: ใช้ thermocouple monitoring + pyrometer feedback
Microchannel Heat Exchanger — Trend ใหม่
Microchannel = Aluminum extruded tube ที่มี multiple small channels ภายใน (1-2 mm wide) · ข้อดี: heat transfer สูงกว่า tube-fin 30-50% + lighter + smaller · Trend: รถยนต์ AC + commercial HVAC + heat pump · Thailand automotive AC suppliers (Denso, Sanden) ผลิต microchannel มากขึ้น
Microchannel ใช้ CAB (Controlled Atmosphere Brazing) furnace สำหรับ Al-Al joint หลัก — assembly เข้า furnace ทั้ง coil พร้อมกัน · แต่ inlet/outlet port ที่ต่อกับ Cu refrigerant line เป็น Al-Cu transition ที่ใช้ induction brazing ยังเป็น process ที่นิยม
Recommended for HVAC Coil Manufacturer
Configuration ครอบคลุม Cu-Cu header + Al-Cu transition + service valve attach
Header tube
Header joint
Process Window
Quality Validation
- Pressure test: 2-3× design pressure (typically 60-80 bar for R32 system)
- Helium leak test: mass spec — sensitivity 10⁻⁹ Pa·m³/s
- Vacuum decay test: production-line non-destructive
- Salt spray: Al fin corrosion test (ASTM B117)
- Burst test: sample destructive test
- Cross-section: filler coverage, void count
- Cpk target: ≥ 1.33 critical joints (header + Al-Cu)
Production Line Considerations
- Brazing station อยู่หลัง mechanical expansion — fin already attached
- Localized heat critical — ระวัง Al fin ที่อยู่ใกล้ joint area
- Heat shield (ceramic mat) ระหว่าง coil ถ้า joint อยู่ใกล้ fin
- Air blow cool-down ทันทีหลัง braze เพื่อ stop heat propagation
- Inline leak test (vacuum decay) ลด scrap
- eQC traceability link ไปยัง coil serial number
SHINRAI Service Offering
- Process audit existing heat exchanger brazing line
- Custom coil design (saddle, split, multi-port)
- UNI BRAZE machine + power matching
- Filler selection consult (BCuP, BAg, BAlSi)
- Flux dispensing setup สำหรับ Al-Cu
- Pyrometer + thermocouple integration
- Helium leak test protocol
- Process Cpk validation
- Operator training
- [email protected], 098-978-9952