La méthode de revêtement par immersion (également appelée placage par immersion ou revêtement par trempage à chaud) pour les tubes à ailettes est un procédé de fabrication où l'ensemble du tube à ailettes — après que les ailettes ont été mécaniquement filetées sur le tube de base — est immergé dans un bain de métal en fusion pour obtenir une liaison structurelle et une protection complète contre la corrosion de surface. Les principaux métaux de revêtement utilisés sont le zinc (galvanisation à chaud) et l'étain (étamage à chaud), le cadmium étant appliqué dans des environnements spécialisés.

L'objectif principal du revêtement par immersion est de remplir le micro-espace entre la racine de l'ailette et le tube de base avec du métal en fusion, éliminant ainsi complètement la résistance thermique de contact tout en formant un revêtement protecteur dense sur toute la surface de l'assemblage.

L'obtention d'un mouillage et d'une adhérence efficaces entre le métal en fusion et le substrat nécessite l'élimination complète des oxydes de surface et de la graisse organique. Des régimes de décapage chimique différenciés sont appliqués en fonction de la métallurgie :

• Acier allié au chrome-molybdène (acier allié Cr-Mo) : Nettoyé à l'aide d'une combinaison d'acide chlorhydrique, d'acide sulfurique et d'agents oxydants (tels que l'acide nitrique) pour éliminer les calamines tenaces à haute température.
• Acier au carbone : Nettoyé à l'aide de solutions d'acide chlorhydrique froid ou d'acide sulfurique dilué tiède pour éliminer la rouille et la calamine de surface.
• Cuivre et alliages de cuivre : Nettoyés strictement à l'aide d'acide sulfurique dilué pour éviter un décapage excessif de la base en cuivre.

Après le dégraissage et le décapage, l'assemblage subit un fluxage suivi d'une immersion dans un bain en fusion dans un ordre strict :

• Traitement de fluxage : À l'exception des ailettes en cuivre, les tubes à ailettes nettoyés sont traités avec une solution de chlorure d'ammonium contenant du chlorure stanneux pour supprimer la ré-oxydation et améliorer le mouillage par le métal liquide.
• Immersion dans un bain en fusion : L'assemblage du tube à ailettes est immergé dans un bain de métal en fusion. La température du bain de zinc en fusion est maintenue à 400 °C, tandis que le bain d'étain en fusion est maintenu à 230 °C.
• Remplissage capillaire et solidification : Sous l'action de la capillarité, le zinc ou l'étain liquide pénètre et remplit complètement le jeu entre le pied de l'ailette et la paroi du tube extérieur.
• Formation du revêtement : Après refroidissement et solidification, une liaison rigide est établie, formant un revêtement métallique protecteur uniforme d'une épaisseur de 20 à 50 µm sur les surfaces des ailettes et des tubes.

Le procédé de revêtement par immersion réduit considérablement la résistance thermique de contact, améliore le coefficient de transfert de chaleur global et offre une résistance supérieure à la corrosion atmosphérique et par fluides. Cependant, la consommation de métal et les coûts de fabrication sont relativement élevés :

• Performance thermique et anticorrosion : La couche protectrice métallique de 20 à 50 µm isole le substrat des éléments corrosifs, tandis que le remplissage capillaire par le métal élimine la résistance thermique de l'entrefer.
• Consommation de métal : En prenant la galvanisation à chaud comme exemple, la consommation de zinc varie de 1,25 à 1,30 kg par mètre carré (m²) de surface de transfert de chaleur, nécessitant une évaluation économique lors de la sélection technique.