CN101219495A - 扁管铝翅片换热管制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种换热管制造方法，特别涉及一种扁管铝翅片换热管制备方法。主要解决镀锌椭圆管钢翅片换热管制备中存在的重量重及换热能力偏低的技术问题，本发明的技术方案为：一种扁管铝翅片换热管制备方法，包括以下步骤：a.在扁管的两个平面装上翅片，在扁管与翅片钎焊部位加钎料和钎剂，所述的钎料为铝硅合金箔片，所述钎剂由30～40％氟铝酸钾与40～50％蒸馏水、10～30％粘结剂配制而成；b.装夹过程：在翅片上下两个平面装上侧板，侧板的两端由螺栓固定，通过调节螺栓压紧力使翅片与钎料及扁管的一侧无缝隙贴合；c.将装夹好的换热管通过辊道和传送带依次通过钎剂干燥炉、钎焊炉、保温段、冷却段然后下线。
Description
技术领域：本发明涉及一种换热管制造方法，特别涉及一种扁管铝翅片换热管制备方法。
背景技术：近年来由于装备制造技术的发展，火力发电站单机容量越来越大。不仅节约了能源，而且对环境污染得到了明显的改善，也符合国家节能减排政策。目前我国新建或改建的电厂基本选用60万千瓦及其以上的机组，而且与之配套的冷却装置已基本淘汰了水冷装置，取而代之为空冷装置。空冷装置的换热管一般多采用镀锌椭圆管钢翅片换热管，但是现在扁管铝翅片换热管有替代镀锌椭圆管钢翅片换热管的趋势，扁管铝翅片换热管与镀锌椭圆管钢翅片换热管相比，其优点：重量轻，相对单位重量的换热能力有所增加。与之配套的构架等，重量大大减轻，因而节约了制造成本。目前生产扁管铝翅片管的公司仅有美国斯必克、德国GEA、中国哈尔滨空调股份有限公司等几家公司。制造技术方面各自保密，严密封锁。
发明内容：本发明的目的是提供一种扁管铝翅片换热管制备方法，主要解决镀锌椭圆管钢翅片换热管制备中存在的重量重及换热能力偏低的技术问题，本发明的技术方案为：一种扁管铝翅片换热管制备方法，包括以下步骤：
a、在扁管的两个平面装上翅片，在扁管与翅片钎焊部位加钎料和钎剂，所述的钎料牌号为4045的铝硅合金箔片，所述钎剂由氟铝酸钾与蒸馏水、粘结剂配制而成，三组分重量配比为：氟铝酸钾30～40％，蒸馏水40～50％，粘结剂10～30％。
b、装夹过程：在翅片上下两个平面装上侧板，侧板的两端由螺栓固定，通过调节螺栓压紧力使翅片与钎料及扁管的一侧无缝隙贴合；
c、将装夹好的换热管通过辊道和传送带依次通过钎剂干燥炉、钎焊炉、保温段、冷却段然后下线。
所述扁管为单面镀铝低碳钢板焊接成的扁形钢管，所述的翅片为薄铝板压制的有一定间距波纹板。
其中钎剂干燥炉的加热温度为：220～260℃；
钎焊炉分8个加热区，上下两段同时加热，1～6区为工件加热段，加热温度逐级升高，对于上区控制在610～630℃，对于下区控制在610～620℃。第7区为钎焊区，其加热温度与第6区相同。第8区为冷却段，上区温度控制在620～624℃，下区温度控制在610～614℃。
保温段为焊后缓慢冷却段，炉体采用保温性能好的材料筑成，以减少因冷却速度过快，而影响钎焊质量及工件产生变形。保温段内未设置测温装置。
冷却段为保温段之后，工件快冷段，采用马弗室外通水冷却。以便工件快速冷却后拆卸，保证连续生产。
装夹好的换热管移送速度为450～550mm/min。其中钎焊炉通氮气保护并控制钎焊炉内氧浓度≤50ppm。
本发明的有益效果是：本发明操作简单，焊合率高，适合连续成批生产。钎剂配比，经多种配方实验，最后优选而定，粘结剂虽然在钎焊的过程中，只作为一种载体，而不改变钎剂的作用和性能，但对钎剂均匀性的改善起决定作用，因为氟铝酸钾在水中的溶解度约4.5g/l，而在使用配方的情况下，大部分氟铝酸钾都未溶于水，因而极易沉淀而造成钎剂成分不均匀，加入粘结剂后，经搅拌各种成分而均匀地混合并不发生沉淀。
附图说明：
图1为本发明扁管铝翅片换热管结构示意主视图
图2为本发明扁管铝翅片换热管结构示意左视图
图3为本发明扁管铝翅片换热管钎焊装夹示意图
图中：1-扁管，2-翅片，3-钎料和钎剂，4-侧板，5-夹紧螺栓，6-中间隔条。
具体实施方式：实施例1，参照图1、2、3、一种扁管铝翅片换热管，由扁管1和钎焊在扁管表面的翅片2组成，所述扁管为单面镀铝低碳钢板焊接成的扁形钢管，所述的翅片为薄铝板压制的有一定间距波纹板。单面镀铝低碳钢板厚度为1.5mm，焊接成220×20mm的扁管，扁管长度为10032mm，镀铝层深度约为60μm。翅片为厚度为0.25mm，宽度为200mm的铝薄板压制成的高度为19mm，间距为4.6mm的波纹板，波纹板长度为9992mm。单面镀铝低碳钢板采用日本标准JISG3314<热镀铝钢板及钢卷>中SPCC-SD单面镀铝钢板。翅片选用的材质为东北轻合金厂牌号为3003的铝锰合金(锰含量为1.0～1.5％)。
扁管铝翅片换热管钎焊过程包括以下步骤：
a、在扁管的两个平面装上翅片，在扁管1与翅片2钎焊部位加钎料和钎剂3，所述的钎料为东北轻合金厂牌号4045铝硅合金箔片(硅含量为9.0～11.0％)，钎料厚度为0.15mm，钎料尺寸与翅片相同。所述钎剂由氟铝酸钾与蒸馏水、粘结剂配制而成，三组分重量配比为：氟铝酸钾30％，蒸馏水50％，粘结剂20％(粘结剂是一种使流体钎剂粘度增加，各种成分容易均匀混合，并便于涂刷在钎焊表面上，但粘结剂不改变钎剂的作用和性能。本发明使用的粘结剂英文名称：BRAZING PASTE.AL BINDER-0.5K，粘结剂组成为：单丙烯乙二醇60％，丙醇醚40％，韩国阿儿帕金属有限公司产品)
b、装夹过程：装夹时上下侧板和中间隔条件件相连，且总长度约大于换热管长度。装夹时在工作平台上平放下侧板，下侧板的数量由换热管决定，一般为8-10件。平台上有定位块，在定位块的导向下，下侧板一件紧靠另一件，码放整齐成一线，其上依次码放翅片2、钎料和钎剂3、扁管1、钎料和钎剂3、翅片2，在其上放置两排由方管制成的中间隔条6，其位置距翅片外边5mm，其端部为45°斜角，相间中间隔条对接成斜缝，且条条相接，由于上下侧板与隔条长度不同，自然接头相错。按照第一换热管的装夹方法，在中间隔条之上装上第二支换热管，第二支换热管安装完毕再装上侧板，穿上夹紧螺栓5，通过调整螺母使焊接母材的装配间隙达到规定要求。
c、将装夹好的换热管通过辊道和传送带依次通过钎剂干燥炉、钎焊炉、保温段、冷却段然后下线。
其中钎剂干燥炉的加热温度为：220℃；
钎焊炉加热温度见下表
| 加热区 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 温度℃ | 上区 | 610 | 614 | 618 | 621 | 623 | 627 | 627 | 620 |
| 下区 | 610 | 611 | 613 | 614 | 618 | 619 | 619 | 611 | |
保温段实质为缓冷度段，只要求工件焊后缓慢冷却。在本段未设置测温装置。
冷却段因工件钎焊已结束，在本段只要求快速冷却，以便降温拆卸，保证连续生产，在本段也未设置测温装置。
装夹好的换热管移送速度为450mm/min。其中钎焊炉通氮气，并控制钎焊炉内氧浓度≤50ppm。
钎焊是采用一种低熔点金属作为钎料，使其在低于母材熔点而高于钎剂熔点的温度下发生熔化，并在母材表面润湿、铺展、填缝，与母材发生相互溶解或扩散而形成钎焊接头的方法。上述工艺中，扁管与翅片熔点约为660℃，钎料熔点约为590℃，钎剂熔点约为560℃。钎焊过程中，钎剂首先熔化，它的作用为清除钎料及母材表面的氧化物，另外可减少液态钎料的表面张力，有利于钎料对母材表面的润湿及填缝。钎料在钎剂的作用下必须与母材完全湿润，湿润角应小于20°，否则不会形成良好的钎焊接头。扁管与翅片的间隙控制非常重要，使其相当于毛细管，液态钎料在扁管表面润湿铺展后，在毛细力的作用下，被吸入缝隙，填充焊缝。缝隙控制在0.05～0.10mm。钎焊温度的控制也很重要，指的是工件钎焊部位的温度，应该在610℃左右，如果钎焊温度较低，钎料刚刚熔化，液态钎料的流动性差，表面张力大，润湿能力也差；但钎焊温度过高会造成对母材的熔蚀、钎料的流失及母材晶粒长大。
实施例2，钎剂配比为氟铝酸钾35％，蒸馏水50％，粘结剂15％，钎剂干燥炉的加热温度为：230℃，钎焊炉加热温度见下表
| 加热区 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 温度℃ | 上区 | 610 | 615 | 620 | 623 | 625 | 628 | 628 | 622 |
| 下区 | 610 | 610 | 613 | 615 | 618 | 620 | 620 | 610 | |
装夹好的换热管移送速度为500mm/min。其余与实施例1相同。
实施例3，钎剂配比为氟铝酸钾40％，蒸馏水45％，粘结剂15％，钎剂干燥炉的加热温度为：250℃，钎焊炉加热温度见下表
| 加热区 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 温度℃ | 上区 | 610 | 615 | 620 | 624 | 627 | 630 | 630 | 624 |
| 下区 | 610 | 612 | 614 | 616 | 618 | 620 | 620 | 612 | |
装夹好的换热管移送速度为550mm/min。其余与实施例1相同。
Claims (6)
1.一种扁管铝翅片换热管制备方法，其特征是包括以下步骤：
a、在扁管的两个平面装上翅片，在扁管与翅片钎焊部位加钎料和钎剂，所述的钎料为铝硅合金箔片，所述钎剂由氟铝酸钾与蒸馏水、粘结剂配制而成，三组分重量配比为：氟铝酸钾30～40％，蒸馏水40～50％，粘结剂10～30％；
b、装夹过程：在翅片上下两个平面装上侧板，侧板的两端由螺栓固定，通过调节螺栓压紧力使翅片与钎料及扁管的一侧无缝隙贴合；
c、将装夹好的换热管通过辊道和传送带依次通过钎剂干燥炉、钎焊炉、保温段、冷却段然后下线。
2.根据权利要求1所述的扁管铝翅片换热管制备方法，其特征是：所述扁管为单面镀铝低碳钢板焊接成的扁形钢管，所述的翅片为薄铝板压制的有间距波纹板。
3.根据权利要求1所述的扁管铝翅片换热管制备方法，其特征是：其中钎剂干燥炉的加热温度为：220～260℃；
4.根据权利要求1所述的扁管铝翅片换热管制备方法，其特征是：钎焊炉分8个加热区，上下两段同时加热，1～6区为工件加热段，加热温度逐级升高，对于上区控制在610～630℃，对于下区控制在610～620℃；第7区为钎焊区，其加热温度与第6区相同；第8区为冷却段，上区温度控制在620～624℃，下区温度控制在610～614℃。
5.根据权利要求1所述的扁管铝翅片换热管制备方法，其特征是：装夹好的换热管移送速度为450～550mm/min。
6.根据权利要求1或4所述的扁管铝翅片换热管制备方法，其特征是：钎焊炉通氮气保护并控制钎焊炉内氧浓度≤50ppm。
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