CN101691962A - 镁合金板式换热器及其加工成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁合金板式换热器及其加工成型方法,包括:蛇形流道型与蜂窝流道型蒸发板或冷凝板,板式换热器采用高强镁合金板材,由镁合金上板、镁合金下板、进口管和出口管构成,两块高强镁合金板通过固相搅拌摩擦连接方法重叠焊接在一起,进口管和出口管插于两块高强镁合金板之间的上下两端,使用电弧焊接方法与高强镁合金板式换热器本体相连,再通过模具和高压胀形工艺使板式换热器最后成型。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域,特别是一种镁合金板式换热器及其加工成型方法。
背景技术
制冷系统离不开换热器,板式换热器包括蒸发板和冷凝板,传统的板式换热器主要有蛇形流道型与蜂窝型的蒸发板或冷凝板,普通的蒸发板或冷凝板一般是采用长1.2~1.8m、宽0.5~1.2m的两块1~3mm厚的304不锈钢板通过电阻焊的方法焊接而成蛇形流道或蜂窝流道,经高压气体对镁合金换热器进行胀形,使之成型为蛇形流道型与蜂窝流道型换热器,让冷媒(如R-22或氨)在中空流道中流动。由于板式换热器上的焊道多、分布密,电阻焊的方法焊接热输入较大,而且因为不锈钢线膨胀系数大、导热系数低(17w/m×kJ左右),电阻焊接时容易产生较大的焊接残余应力,导致板式换热器焊接加工后和随后的使用过程中容易发生变形和翘曲,流道易形成死角,冷媒和冷凝机油易积聚。因此,需要采用一种更适合的焊接方法来加工板式换热器。
镁合金具有独特的物理化学性质,它密度小,电阻率小,机械加工性能好,电阻率小和导热系数高,高比强度、高比刚度。镁合金的导热系数比不锈钢大得多,线膨胀系数比不锈钢小;镁合金对振动、冲击的能量的吸收性能好,比铝合金具有更好的延伸率,镁合金受到冲击后,能吸收冲击能量而不会产生断裂;镁合金抗蠕变性能好,镁合金随着时间和温度的变化在尺寸上蠕变少。采用镁合金来代替不锈钢不但可以减轻板式换热器的重量,更能够减小焊接变形的发生,提高板式换热器的质量和工作效率。
普通的铝合金蒸发板或冷凝板是由铝合金型材经过焊接而成的平行流板式换热器,铝合金型材壁厚、结构成型复杂,使得铝合金平行流蒸发板的重量大,消耗铝合金材料多,成本高,而且采用常规熔化焊接工艺成型的铝合金蒸发板或冷凝板质量不太稳定,板式换热器的热交换效率不太高。
搅拌摩擦焊是一种新型固相焊接方法,其焊缝中心的最高温度仅为熔化温度的80%,所以搅拌摩擦焊时不会产生与金属熔化有关的焊接缺陷。由于搅拌摩擦焊温度相对较低,焊接热输入较小,焊接后结构的残余应力或变形较小。同时,搅拌摩擦焊是一种绿色焊接方法,焊接前及焊接过程中对环境的污染小。因此,采用搅拌摩擦焊来加工成型板式换热器可以减小焊接热输入、减小了焊接残余应力,控板式换热器的焊接变形,并且搅拌摩擦焊接效益高,不需要其他填充焊料,对环境污染小,经济效益较高,比激光焊接更有效,性价比高。
通过采用高强镁合金材料和搅拌摩擦焊接加工成型方法能有效地解决板式换热器焊接变形和翘曲问题,使冷媒和冷凝机油流动均匀、通畅,提高板式换热器的热交换能力,减少对材料、加工、人力资源的浪费,对于节能、资源友好的可持续经济发展具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有蛇形流道型与蜂窝型的蒸发板或冷凝板及其加工成型技术存在的上述不足,本发明的目的是提供一种新型材料结构的蛇形流道型与蜂窝型的蒸发板或冷凝板及其加工成型方法,特别是采用新型高强镁合金材料和结构形式,代替传统的不锈钢材料和铝合金型材的结构形式来设计、加工、制造板式换热器,提高板式换热器的工作效果,减轻板式换热器的重量,减小焊接残余应力,减小焊接变形以及使用过程中发生的变形与翘曲,使板式换热器内的冷媒流道均匀,冷媒流动阻力小,提高板式换热器抗冷热冲击与疲劳的性能。
本发明的目的是这样实现的:镁合金板式换热器及其加工成型方法,包括蛇形流道型与蜂窝流道型蒸发板或冷凝板,板式换热器采用高强镁合金板材,由镁合金上板、镁合金下板、进口管和出口管构成,两块高强镁合金板通过固相搅拌摩擦连接方法重叠焊接在一起,进口管和出口管插于两块高强镁合金板之间的上下两端,使用电弧焊接方法与高强镁合金板式换热器本体相连,再通过模具和高压胀形工艺使板式换热器最后成型;镁合金板式换热器及其加工成型方法包括以下步骤:
1).按结构设计要求将镁合金板进行板片加工和处理:采用预覆液压膜工艺,确保在剪切、冲压、轧制等镁合金板材加工过程中不伤害板片和表面,板材下料采用数控切割、一次成型;对板材表面进行处理,清除加工热应力,增强表面强度,提高涂膜附着力,并对镁合金板的表面进行清洁和干燥处理;
2).将镁合金上板和镁合金下板重叠在一起,按设计要求采用搅拌摩擦焊接方法加工镁合金板式换热器的中空流道;
3).按设计要求将两块重叠的镁合金用搅拌摩擦焊接方法密封焊合四周,形成周围环形焊缝,只留下一个进气口通道和一个出气口通道,然后将进口管和出口管插于进气口通道和出气口通道,采用电弧焊接方法将进口管和出口管与镁合金本体密封相连;
4).按设计要求采用充胀定位模具,经高压充胀对镁合金板式换热器进行胀形,成型为所设计的镁合金板式换热器的中空流道的立体形状,然后将左右两侧非焊接边折弯扁平形成加强筋,完成镁合金板式换热器的制造。
所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,进口管和出口管是镁合金管,或铝合金管,或铜合金管,或是通过电阻压焊的方法制造的铝铜复合管。
所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,蜂窝型镁合金板式换热器的中空流道的加工成型方法是:按设计要求采用无匙孔的搅拌摩擦点焊方法,利用数控技术编程,将两块镁合金板按照一定排列方式和跳跃式交叉焊接顺序从中心向四周进行点焊加工,形成蜂窝焊点,按设计要求在两块镁合金板上确定隔离焊道轨迹,用无匙孔的搅拌摩擦焊接方法对每条隔离焊道按跳跃式交替顺序进行施焊,环形焊缝、蜂窝焊点和隔离焊道形成蜂窝型镁合金板式换热器的中空流道;搅拌摩擦焊接时使用夹具将两块板材固定装配在一起,并在工件背面采用水冷铜板方法降低焊接热输入和残余应力。
所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,蛇形流道型镁合金板式换热器的中空流道的加工成型方法是:按设计要求在两块镁合金板上确定蛇形流道的中间焊道的轨迹,采用无匙孔的搅拌摩擦焊接方法,利用数控技术编程,将两块镁合金板对每条中间焊道按照跳跃式交替方式进行顺序施焊,形成中间焊道,环形焊缝和中间焊道形成蛇形流道镁合金板式换热器的中空流道;搅拌摩擦焊接时使用夹具将两块板材固定装配在一起,并在工件背面采用水冷铜板方法降低焊接热输入和残余应力。
所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,镁合金板材表面处理技术是镁合金换热器内表面板材采用表面微锻处理技术,或表面喷丸纳米化处理技术,或机械研磨表面纳米化处理技术,或表面涂敷处理,防腐防垢;镁合金换热器外表面板材采用微弧阳极氧化的硬质处理技术,或机械研磨表面纳米化处理和抛光处理,或涂敷,或喷涂,或电镀,使表面形成保护膜,防腐防垢,并使结出的冰块表面光滑,易于脱离。
所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,镁合金板材表面处理技术包括对镁合金上板、镁合金下板的叠合面采用机械微滚压方法形成表面微花纹,将两块镁合金板材表面有微花纹的那一面相对重叠在一起进行焊接,使镁合金换热器的内表面布满微凹凸点。
所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,充胀定位模具采用以45号钢为基体堆焊Cr-Ni-W的复合双金属模具;板式换热器上采用搅拌摩擦焊接而成的蜂窝焊点、或环形焊缝、或隔离焊道、或中间焊道均被模具压制夹持;按结构要求,优化设计的模具内表面三维构型控制最终充胀形成的蜂窝型板式换热器表面凹凸相间具有酒窝状波纹起伏的中空流道的立体形状,或者控制最终充胀形成的蛇形流道型板式换热器表面凹凸相间具有半圆柱状弯曲蛇行的中空流道的立体形状;使板式换热器内的冷媒流道均匀,冷媒流动阻力小,流道不易形成死角,冷媒和冷凝机油不易积聚,回油通畅。
所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,搅拌摩擦焊接参数是:旋转速度为800~3000r/min,焊接速度为100~500mm/min,搅拌针与被焊金属之间的作用力在15~45KN。
所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,蜂窝型板式换热器的蜂窝状焊点是按照等边菱形,或者正方形,或者等边三角形的规律进行排列和分布;蛇形流道型板式换热器的中间流道隔离焊道是按照等间距平行规律进行排列和分布。
上述加工成型方法适用于采用铝合金材料、或不锈钢材料、或钛合金材料的板式换热器及其加工制造。
本发明利用导热系数比不锈钢大,而密度比不锈钢轻的镁合金板代替不锈钢板不但可以减小焊接残余应力、减小焊接变形,并且可以提高板式换热器的换热效果,减轻由不锈钢材料制造的板式换热器的重量,节约材料和加工成本。本发明的镁合金板式换热器是采用无匙孔的搅拌摩擦固相焊接方法,并且在工件背面采用水冷铜板方法降低焊接热输入和热应力。由于搅拌摩擦焊是一种固相连接方法,在固相状态下完成两工件的连接,降低了焊接热输入、减小了焊接残余应力、能有效地防止板式换热器板焊接加工后和使用过程中容易发生的变形和翘曲。并且在焊接时不需要对工件表面进行复杂的清理,减小了焊接工序、提高了焊接效益、减小了对环境的污染、增加了经济效益。镁合金板式换热器的内表面布满微凹凸点,增加镁合金板式换热器的内表面的粗糙度,从而提高了板式换热器的换热效果,提供汽化核心,降低温度过冷度。本发明充胀定位模具采用以45号钢为基体堆焊Cr-Ni-W的复合双金属模具,降低了模具成本,延长了使用寿命。本发明采用模具控制蛇形中空流道与蜂窝中空流道的最终形状,使板式换热器内的冷媒流道均匀,冷媒流动阻力小。
相比现有技术,本发明具有如下优点:
1.采用高强镁合金代替不锈钢能够在满足强度的条件下,减小焊接残余应力、减小焊接变形、提高板式换热器的换热效率,减轻板式换热器的重量。
2.采用搅拌摩擦焊代替电阻焊方法焊接板式换热器,使得焊接温度低,焊接热输入少,产生的焊接残余应力小,焊接残余变形小。并且焊接过程中不需要特殊的清理工作,不需要其他填充材料,焊接适应性好、效率高、易于实现自动焊。在焊接过程中无烟尘、辐射、飞溅、噪音及弧光等有害物质产生,对环境污染少。
3.镁合金板式换热器板内表面板材采用表面微锻处理技术,或表面喷丸纳米化处理技术,或机械研磨表面纳米化处理技术,或表面涂敷处理,防腐防垢,提高耐蚀性;镁合金换热器外表面板材采用阳极氧化的硬质处理技术,提高了强度,形成一层保护膜,防腐防垢,使结出的板冰表面光滑易于脱离。
4.镁合金板式换热器的内表面布满微凹凸点,增加镁合金板式换热器内表面的粗糙度,从而提高了板式换热器的换热效果,提供了汽化核心,降低了温度过冷度。
5.充胀定位模具采用以45号钢为基体堆焊Cr-Ni-W的复合双金属模具,降低了模具成本,延长了使用寿命;采用模具控制蛇形中空流道与蜂窝中空流道的最终形状,使板式换热器内的冷媒流道均匀,冷媒流动阻力小,流道不易形成死角,冷媒和冷凝机油不易积聚,回油通畅。
6.本发明提高了镁合金板式换热器抗由温度和压力变化引起的疲劳能力,热效率高,冷媒的充注量少,流体惯性小,反应灵敏,满足了对日益上涨的能耗降低的要求,符合环保标准,减少了对材料、加工和人力资源的浪费;并且具有占地少,可拆卸检查清洗,板片数量和形式可控可变,制冷剂消耗少的优点。
7.本成型方法不仅适用于镁合金,而且还适用于采用铝合金材料、不锈钢材料、钛合金材料的蛇形流道型与蜂窝流道型的蒸发板或冷凝板及其加工制造过程。
附图说明
图1本发明的镁合金板式换热器结构图;
图2镁合金板式换热器蜂窝中空流道示意图;
图3镁合金板式换热器蛇形中空流道示意图;
图4镁合金板式换热器中空流道剖面图;
图5镁合金板有微花纹一面的平面示意图;
图6有微花纹镁合金板的剖面示意图;
图中,1.上板;2.下板;3.进口管;4.出口管;5.环形焊道;6.中空流道;7.蜂窝焊点;8.隔离焊道;9.中间焊道。
具体实施方式
通过采用高强镁合金板材,利用搅拌摩擦焊接加工成型方法,有效解决板式换热器焊接变形和翘曲问题,使冷媒和冷凝机油流动均匀、通畅,提高板式换热器的热交换效率,满足板式换热器对冷热冲击的要求,减少对材料、加工和人力资源的浪费,实现对高效、优质、节能、环境友好的高质量镁合金板式换热器的设计及其加工成型方法。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2和图3所示,镁合金板式换热器及其加工成型方法,包括蛇形流道型与蜂窝流道型蒸发板或冷凝板,板式换热器采用高强镁合金板材,由镁合金上板1、镁合金下板2、进口管3和出口管4构成,两块高强镁合金板通过固相搅拌摩擦连接方法重叠焊接在一起,进口管3和出口管4插于两块高强镁合金板之间的上下两端,使用电弧焊接方法与高强镁合金板式换热器本体相连,再通过模具和高压胀形工艺使板式换热器最后成型;镁合金板式换热器及其加工成型方法包括以下步骤:
步骤A.按结构设计要求将镁合金板进行板片加工和处理:采用预覆液压膜工艺,确保在剪切、冲压、轧制等镁合金板材加工过程中不伤害板片和表面,板材下料采用数控切割、一次成型;对板材表面进行处理,清除加工热应力,增强表面强度,提高涂膜附着力,并对镁合金板的表面进行清洁和干燥处理;
步骤B.将镁合金上板1和镁合金下板2重叠在一起,按设计要求采用搅拌摩擦焊接方法加工镁合金板式换热器的中空流道6;
步骤C.按设计要求将两块重叠的镁合金用搅拌摩擦焊接方法密封焊合四周,形成周围环形焊缝5,只留下一个进气口通道和一个出气口通道,然后将进口管3和出口管4插于进气口通道和出气口通道,采用电弧焊接方法将进口管3和出口管4与镁合金本体密封相连;
步骤D.按设计要求采用充胀定位模具,经高压充胀对镁合金板式换热器进行胀形,成型为所设计的镁合金板式换热器的中空流道6的立体形状,然后将左右两侧非焊接边折弯扁平形成加强筋,完成镁合金板式换热器的制造。
镁合金板式换热器及其加工成型方法,进口管3和出口管4是镁合金管,或铝合金管,或铜合金管,或是通过电阻压焊的方法制造的铝铜复合管。
如图2所示,镁合金板式换热器及其加工成型方法,蜂窝型镁合金板式换热器的中空流道6的加工成型方法是:按设计要求采用无匙孔的搅拌摩擦点焊方法,利用数控技术编程,将两块镁合金板按照一定排列方式和跳跃式交叉焊接顺序从中心向四周进行点焊加工,形成蜂窝焊点7,按设计要求在两块镁合金板上确定隔离焊道8的轨迹,用无匙孔的搅拌摩擦焊接方法对每条隔离焊道8按跳跃式交替顺序进行施焊,环形焊缝5、蜂窝焊点7和隔离焊道8形成蜂窝型镁合金板式换热器的中空流道6;搅拌摩擦焊接时使用夹具将两块板材固定装配在一起,并在工件背面采用水冷方法降低焊接热输入和残余应力。
如图3所示,镁合金板式换热器及其加工成型方法,蛇形流道型镁合金板式换热器的中空流道6的加工成型方法是:按设计要求在两块镁合金板上确定蛇形流道的中间焊道9的轨迹,采用无匙孔的搅拌摩擦焊接方法,利用数控技术编程,将两块镁合金板对每条中间焊道9按照跳跃式交替方式进行顺序施焊,形成中间焊道9,环形焊缝5和中间焊道9形成蛇形流道镁合金板式换热器的中空流道6;搅拌摩擦焊接时使用夹具将两块板材固定装配在一起,并在工件背面采用水冷方法降低焊接热输入和残余应力。
镁合金板式换热器及其加工成型方法,镁合金板材表面处理技术是镁合金换热器内表面板材采用表面微锻处理技术,或表面喷丸纳米化处理技术,或机械研磨表面纳米化处理技术,或表面涂敷处理,防腐防垢;镁合金换热器外表面板材采用微弧阳极氧化的硬质处理技术,或机械研磨表面纳米化处理和抛光处理,或涂敷,或喷涂,或电镀,使表面形成保护膜,防腐防垢,并使结出的冰块表面光滑,易于脱离。
如图5和图6所示,镁合金板式换热器及其加工成型方法,镁合金板材表面处理技术包括对镁合金上板1、镁合金下板2的叠合面采用机械微滚压方法形成表面微花纹,将两块镁合金板材表面有微花纹的那一面相对重叠在一起进行焊接,使镁合金换热器的内表面布满微凹凸点。
如图4所示,镁合金板式换热器及其加工成型方法,充胀定位模具采用以45号钢为基体堆焊Cr-Ni-W的复合双金属模具;板式换热器上采用搅拌摩擦焊接而成的蜂窝焊点7、或环形焊缝5、或隔离焊道8、或中间焊道9均被模具压制夹持;按结构要求,优化设计的模具内表面三维构型控制最终充胀形成的蜂窝型板式换热器表面凹凸相间具有酒窝状波纹起伏的中空流道6的立体形状,或者控制最终充胀形成的蛇形流道型板式换热器表面凹凸相间具有半圆柱状弯曲蛇行的中空流道6的立体形状;使板式换热器内的冷媒流道均匀,冷媒流动阻力小,流道不易形成死角,冷媒和冷凝机油不易积聚,回油通畅。
镁合金板式换热器及其加工成型方法,搅拌摩擦焊接参数是:旋转速度为800~3000r/min,焊接速度为100~500mm/min,搅拌针与被焊金属之间的作用力在15~45KN。
镁合金板式换热器及其加工成型方法,蜂窝型板式换热器的蜂窝焊点7是按照等边菱形,或者正方形,或者等边三角形的规律进行排列和分布;蛇形流道型板式换热器的中间流道隔离焊道是按照等间距平行规律进行排列和分布。
本发明的成型方法不仅适用于镁合金,而且还适用于采用铝合金材料、不锈钢材料、钛合金材料的板式换热器及其加工制造过程。本发明采用高强镁合金材料和搅拌摩擦焊接加工成型方法能有效地解决板式换热器焊接变形和翘曲问题,使冷媒和冷凝机油流动均匀、通畅,提高了镁合金板式换热器抗由温度和压力变化引起的疲劳能力,热效率高,冷媒的充注量少,流体惯性小,反应灵敏,满足了对日益上涨的能耗降低的要求,符合环保标准,减少了对材料、加工和人力资源的浪费,节约能源;并且具有占地少,可拆卸检查清洗,板片数量和形式可控可变,制冷剂消耗少的优点。而且,即使产生冰晶现象也不会对本发明的板式换热器造成伤害。
实施例1:
参见图1和图2,两块长1.5m、宽0.8m、厚1.8mm的AZ91镁合金板进行板片加工和处理,对镁合金板材的内外表面进行表面喷丸纳米化处理,对叠合的内表面进行机械微滚压形成表面微花纹,采用搅拌摩擦焊的方法,以旋转速度为800r/min,焊接速度为150mm/min的焊接工艺将两块镁合金板共880个等间距点焊接成蜂窝焊点,4条隔离焊道长1300mm,并将四周密封焊合;将铝铜复合进口管和铝铜复合出口管采用电弧焊接方法与镁合金蒸发板本体密封相连;采用充胀定位模具,经高压气体对镁合金蒸发板进行胀形,使之成型为具有表面凹凸相间具有酒窝状波纹起伏的中空流道蜂窝型蒸发板;再进行其他焊后工序,施压,如去应力退火、打磨、上漆等就最后形成了蜂窝型镁合金蒸发板。
实施例2:
参见图1和图3,两块长1.5m、宽0.8m、厚1.8mm的AZ61镁合金板进行板片加工和处理,对镁合金板材的内外表面进行表面喷丸纳米化处理,对叠合的内表面进行机械微滚压形成表面微花纹,采用搅拌摩擦焊的方法,以旋转速度为800r/min,焊接速度为150mm/min的焊接工艺将两块镁合金板十四道等间距焊道焊接成中间焊道,并将四周密封焊合;将铝铜复合进口管和铝铜复合出口管采用电弧焊接方法与镁合金冷凝板本体密封相连;采用充胀定位模具,经高压气体对镁合金蒸发板进行胀形,使之成型为表面凹凸相间具有半圆柱状弯曲蛇行的中空流道的蛇形流道型蒸发板;再进行其他焊后工序,施压,如去应力退火、打磨、上漆等就最后形成了蛇形流道型镁合金冷凝板。
Claims (9)
1.镁合金板式换热器及其加工成型方法,包括蛇形流道型与蜂窝流道型蒸发板或冷凝板,其特征在于:板式换热器采用高强镁合金板材,由镁合金上板(1)、镁合金下板(2)、进口管(3)和出口管(4)构成,两块高强镁合金板通过固相搅拌摩擦连接方法重叠焊接在一起,进口管(3)和出口管(4)插于两块高强镁合金板之间的上下两端,使用电弧焊接方法与高强镁合金板式换热器本体相连,再通过模具和高压胀形工艺使板式换热器最后成型;镁合金板式换热器及其加工成型方法包括以下步骤:
步骤A.按结构设计要求将镁合金板进行板片加工和处理:采用预覆液压膜工艺,确保在剪切、冲压、轧制等镁合金板材加工过程中不伤害板片和表面,板材下料采用数控切割、一次成型;对板材表面进行处理,清除加工热应力,增强表面强度,提高涂膜附着力,并对镁合金板的表面进行清洁和干燥处理;
步骤B.将镁合金上板(1)和镁合金下板(2)重叠在一起,按设计要求采用搅拌摩擦焊接方法加工镁合金板式换热器的中空流道(6);
步骤C.按设计要求将两块重叠的镁合金用搅拌摩擦焊接方法密封焊合四周,形成周围环形焊缝(5),只留下一个进气口通道和一个出气口通道,然后将进口管(3)和出口管(4)插于进气口通道和出气口通道,采用电弧焊接方法将进口管(3)和出口管(4)与镁合金本体密封相连;
步骤D.按设计要求采用充胀定位模具,经高压充胀对镁合金板式换热器进行胀形,成型为所设计的镁合金板式换热器的中空流道(6)的立体形状,然后将左右两侧非焊接边折弯扁平形成加强筋,完成镁合金板式换热器的制造。
2.按照权利要求1所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,其特征在于:进口管(3)和出口管(4)是镁合金管,或铝合金管,或铜合金管,或是通过电阻压焊的方法制造的铝铜复合管。
3.按照权利要求1所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,其特征在于,蜂窝型镁合金板式换热器的中空流道(6)的加工成型方法是:按设计要求采用无匙孔的搅拌摩擦点焊方法,利用数控技术编程,将两块镁合金板按照一定排列方式和跳跃式交叉焊接顺序从中心向四周进行点焊加工,形成蜂窝焊点(7),按设计要求在两块镁合金板上确定隔离焊道(8)轨迹,用无匙孔的搅拌摩擦焊接方法对每条隔离焊道(8)按跳跃式交替顺序进行施焊,环形焊缝(5)、蜂窝焊点(7)和隔离焊道(8)形成蜂窝型镁合金板式换热器的中空流道(6);搅拌摩擦焊接时使用夹具将两块板材固定装配在一起,并在工件背面采用水冷铜板方法降低焊接热输入和残余应力。
4.按照权利要求1所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,其特征在于,蛇形流道型镁合金板式换热器的中空流道(6)的加工成型方法是:按设计要求在两块镁合金板上确定蛇形流道的中间焊道(9)的轨迹,采用无匙孔的搅拌摩擦焊接方法,利用数控技术编程,将两块镁合金板对每条中间焊道(9)按照跳跃式交替方式进行顺序施焊,形成中间焊道(9),环形焊缝(5)和中间焊道(9)形成蛇形流道镁合金板式换热器的中空流道(6);搅拌摩擦焊接时使用夹具将两块板材固定装配在一起,并在工件背面采用水冷铜板方法降低焊接热输入和残余应力。
5.按照权利要求1所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,其特征在于:镁合金板材表面处理技术是镁合金换热器内表面板材采用表面微锻处理技术,或表面喷丸纳米化处理技术,或机械研磨表面纳米化处理技术,或表面涂敷处理,防腐防垢;镁合金换热器外表面板材采用微弧阳极氧化的硬质处理技术,或机械研磨表面纳米化处理和抛光处理,或涂敷,或喷涂,或电镀,使表面形成保护膜,防腐防垢,并使结出的冰块表面光滑,易于脱离。
6.按照权利要求1所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,其特征在于:镁合金板材表面处理技术包括对镁合金上板(1)、镁合金下板(2)的叠合面采用机械微滚压方法形成表面微花纹,将两块镁合金板材表面有微花纹的那一面相对重叠在一起进行焊接,使镁合金换热器的内表面布满微凹凸点。
7.按照权利要求1所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,其特征在于:充胀定位模具采用以45号钢为基体堆焊Cr-Ni-W的复合双金属模具;板式换热器上采用搅拌摩擦焊接而成的蜂窝焊点(7)、或环形焊缝(5)、或隔离焊道(8)、或中间焊道(9)均被模具压制夹持;按结构要求,优化设计的模具内表面三维构型控制最终充胀形成的蜂窝型板式换热器表面凹凸相间具有酒窝状波纹起伏的中空流道(6)的立体形状,或者控制最终充胀形成的蛇形流道型板式换热器表面凹凸相间具有半圆柱状弯曲蛇行的中空流道(6)的立体形状;使板式换热器内的冷媒流道均匀,冷媒流动阻力小,流道不易形成死角,冷媒和冷凝机油不易积聚,回油通畅。
8.按照权利要求1所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,其特征在于,搅拌摩擦焊接参数是:旋转速度为800~3000r/min,焊接速度为100~500mm/min,搅拌针与被焊金属之间的作用力在15~45KN。
9.按照权利要求1所述的镁合金板式换热器及其加工成型方法,其特征在于:蜂窝型板式换热器的蜂窝焊点(7)是按照等边菱形,或者正方形,或者等边三角形的规律进行排列和分布;蛇形流道型板式换热器的中间流道隔离焊道是按照等间距平行规律进行排列和分布。
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