CN101716718A - 一种铝制板翅式换热器的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器设备的制作方法，公开了一种铝制板翅式换热器的制作方法，包括选取全铝合金原料、换热器零件制备、元件清洗、组装换热芯子、真空钎焊、组装完整换热器步骤，本制作方法结构紧凑、密封性好、换热效率高、耐高温高压、结构简单、成本低、体积小、重量轻、能耗低，散热芯子中间部位不易变形，封条与隔板的焊缝处应力集中，减少焊缝裂开、隔板断裂现象，减少换热器使用过程中的泄漏率。

Description

一种铝制板翅式换热器的制作方法

技术领域

本发明涉及一种换热设备的制作方法，尤其涉及一种铝制板翅式换热器的制作方法。

背景技术

现在有的换热器大多为列管式的，冷却管采用碳钢管套翅片形式，其冷却管间距较大、体积大、重量重、成本高、散热效果差，有的换热器在加工过程中，存在很多不足，如对一些精密度高的元件用一般车床加工，清洗过程中，时间短原料差，大多元件用钎焊，生产效率大大降低，再氩焊中，封头和芯子间的长焊缝用手工，导致成形不好，焊缝不均，另外，在冬天严寒地区，铝制板翅式换热器使用过程中，内部介质温度与外部环境温度的温差巨大，冷热通道会产生因膨胀量不同而产生的变形和应力过度集中现象，在散热芯子两端，尤其在角部，外侧封条与隔板、内侧封条与隔板的焊缝处容易有应力过度集中现象，其结果就是导致该处焊缝裂开、隔板断裂，换热器产生泄漏现象，严重影响换热器的正常工作，如何提高散热器的散热效果，缩小体积和重量，降低成本已引起大家的普遍关注。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的换热器加工过程中选取原料笨重、零件制备加工粗糙、清洗时间不足、组装换热芯子不够紧凑、真空钎焊和氩弧焊单一不牢固的问题，提供了一种铝制板翅式换热器的制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种铝制板翅式换热器的制作方法，步骤如下：

(1)选取原料：选取全铝合金材料；

(2)零件制备：在冷压机上用模具将铝合金分别冷压制成封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板及槽铝、堵板，冷压压力控制在20-35MPa，将冷压成型的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板放到烧结炉中加热到300-500℃再冷却成型，通过机器加工成所需要的尺寸，翅片在自动成形机床上用成形冲模冲压而成，翅片制成锯齿形或多孔型翅片或波纹型翅片，翅片的节距为2-4mm，再通过剪板机剪切隔板、盖板和侧板，用锯铝机切割槽铝、铝管、封头，并将上述零件经数控机床加工成精细产品；

(3)清洗元件：将制成的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板用稀盐酸进行清洗，稀盐酸百分浓度为5-10％，清洗时间大于10分钟；

(4)组装换热芯子：选择一干净、无油、干燥的平台面，在下夹具上放置盖板，在盖板上逐层交错叠置多个通道，通道上有翅片，翅片上和翅片下安置有隔板，翅片两侧装有封条，其中翅片与翅片、翅片与导流片的接缝间隙小于等于1.5mm，翅片与导流片不得被封条压住，通道组装完后，在最上部安放上盖板，组成板翅式换热芯子，组装好后，用夹具夹持牢固，以防真空钎焊时错位；

(5)真空钎焊：将上述组装好的换热芯子，放入真空钎焊炉，真空钎焊炉中温度300-600℃，常用真空度0.001-0.1pa，当放入的元件随着炉子加温到300-400℃时，保温30分钟，令元件温度均匀后，再次升温到400-600℃，保温15-20分钟，快速冷却5分钟，在元件出炉时温度降到100℃以下；

(6)组装完整换热器：通过氩弧焊在钎焊好的换热芯子周围或四角焊上封头，同时将盖板、侧板、管口法兰、管接头、接管及支撑部件均通过氩弧焊焊接，氩弧焊分两次进行，在第一次钎焊后，等它冷却20-30分钟后，再在原来的焊接部位再次进行焊接。此工艺方法导致加工精细、清洗干净、组装紧凑、真空钎焊和氩弧焊牢固，制作方法制得的换热器有以下优点：1.结构紧凑：单位体积内换热面积板翅式散热器是管翅式散热器的3-4倍，一般管翅式散热器单位体积内换热面积400-500平方米/立方米，而板翅式散热器可达到1200-2000平方米/立方米.2.传热效率高，管翅式散热器传热效率一般为30-50w/m2*℃，而板翅式换热器传热效率可达100w//m2*℃以上；3.重量低，安装简单，板翅式换热器采用全铝制造，重量为同性能的管翅式换热器的1/3，安装方面只需通过螺母固定在安装支架上即可。

作为优选，所述侧板焊接安装中，在距离侧板两端100-150mm处各割裂一个断裂口，断裂口的宽度为1-2mm。此方法有利于在热胀冷缩环境中换热器不会变形损坏。

作为优选，所述翅片分内侧翅片、外侧翅片，封条分内侧封条、外侧封条，所述翅片的轴与介质流过的通道互相垂直。此方法有利于充分高效换热。

作为优选，所述板翅式换热芯体有内通道和外通道，内通道有内侧翅片与内侧封条，外通道有外侧翅片与外侧封条，内通道与外通道通过隔板隔开。此方法有利于换热器结构紧凑。

作为优选，通道中间增设1根封条。此方法有利于换热器不会变形损坏。更牢固。

按照本发明的技术方案，高效紧凑、密封性能好、换热效率高、耐高温高压、结构简单、成本低、体积小、重量轻、能耗低，使散热芯子膨胀的自由端和散热芯子的中间部位不易变形，封条与隔板、内侧封条与隔板的焊缝处应力集中，从而减少焊缝裂开、隔板断裂，减少换热器在严寒地区使用过程中的泄漏率。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1

一种铝制板翅式换热器的制作方法，步骤如下：

(1)选取原料：选取全铝合金材料；

(2)零件制备：在冷压机上用模具将铝合金分别冷压制成封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板及槽铝、堵板，冷压压力控制在20MPa，将冷压成型的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板放到烧结炉中加热到300℃再冷却成型，通过机器加工成所需要的尺寸，翅片在自动成形机床上用成形冲模冲压而成，翅片制成锯齿形翅片，翅片的节距为2mm，再通过剪板机剪切隔板、盖板和侧板，用锯铝机切割槽铝、铝管、封头，并将上述零件经数控机床加工成精细产品；

(3)清洗元件：将制成的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板用稀盐酸进行清洗，稀盐酸百分浓度为5％，清洗时间12分钟；

(4)组装换热芯子：选择一干净、无油、干燥的平台面，在下夹具上放置盖板，在盖板上逐层交错叠置多个通道，通道上有翅片，翅片上下安置有隔板，翅片两侧装有封条，其中翅片与翅片、翅片与导流片的接缝间隙1.5mm，翅片与导流片不得被封条压住，通道组装完后，在最上部安放上盖板，组成板翅式换热芯子，组装好后，用夹具夹持牢固，以防真空钎焊时错位；

(5)真空钎焊：将上述组装好的换热芯子，放入真空钎焊炉，真空钎焊炉中温度300℃，常用真空度0.001pa，当放入的元件随着炉子加温到300℃时，保温30分钟，令元件温度均匀后，再次升温到400℃，保温15分钟，快速冷却5分钟，在元件出炉时温度降到100℃；

(6)组装完整换热器：通过氩弧焊在钎焊好的换热芯子周围焊上封头，同时将盖板、侧板、管口法兰、管接头、接管及支撑部件均通过氩弧焊焊接，氩弧焊分两次进行，在第一次钎焊后，等它冷却20分钟后，再在原来的焊接部位再次进行焊接。所述侧板焊接安装中，在距离侧板两端100mm处各割裂一个断裂口，断裂口的宽度为1mm。所述翅片分内侧翅片、外侧翅片，封条分内侧封条、外侧封条，所述翅片的轴与介质流过的通道互相垂直。板翅式换热芯体有内通道和外通道，内通道有内侧翅片与内侧封条，外通道有外侧翅片与外侧封条，内通道与外通道通过隔板隔开。内通道中间增设1根封条。

实施例2

一种铝制板翅式换热器的制作方法，步骤如下：

(1)选取原料：选取全铝合金材料；

(2)零件制备：在冷压机上用模具将铝合金分别冷压制成封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板及槽铝、堵板，冷压压力控制在35MPa，将冷压成型的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板放到烧结炉中加热到500℃再冷却成型，通过机器加工成所需要的尺寸，翅片在自动成形机床上用成形冲模冲压而成，翅片制成多孔型翅片，翅片的节距为4mm，再通过剪板机剪切隔板、盖板和侧板，用锯铝机切割槽铝、铝管、封头，并将上述零件经数控机床加工成精细产品；

(3)清洗元件：将制成的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板用稀盐酸进行清洗，稀盐酸百分浓度为10％，清洗时间20分钟；

(4)组装换热芯子：选择一干净、无油、干燥的平台面，在下夹具上放置盖板，在盖板上逐层交错叠置多个通道，通道上有翅片，翅片上下安置有隔板，翅片两侧装有封条，其中翅片与翅片、翅片与导流片的接缝间隙2mm，翅片与导流片不得被封条压住，通道组装完后，在最上部安放上盖板，组成板翅式换热芯子，组装好后，用夹具夹持牢固，以防真空钎焊时错位；

(5)真空钎焊：将上述组装好的换热芯子，放入真空钎焊炉，真空钎焊炉中温度600℃，常用真空度0.1pa，当放入的元件随着炉子加温到400℃时，保温30分钟，令元件温度均匀后，再次升温到600℃，保温20分钟，快速冷却5分钟，在元件出炉时温度降到80℃；

(6)组装完整换热器：通过氩弧焊在钎焊好的换热芯子四角焊上封头，同时将盖板、侧板、管口法兰、管接头、接管及支撑部件均通过氩弧焊焊接，氩弧焊分两次进行，在第一次钎焊后，等它冷却30分钟后，再在原来的焊接部位再次进行焊接。所述侧板焊接安装中，在距离侧板两端150mm处各割裂一个断裂口，断裂口的宽度为2mm。所述翅片分内侧翅片、外侧翅片，封条分内侧封条、外侧封条，所述翅片的轴与介质流过的通道互相垂直。板翅式换热芯体有内通道和外通道，内通道有内侧翅片与内侧封条，外通道有外侧翅片与外侧封条，内通道与外通道通过隔板隔开。内通道中间增设1根封条。

实施例3

一种铝制板翅式换热器的制作方法，步骤如下：

(1)选取原料：选取全铝合金材料；

(2)零件制备：在冷压机上用模具将铝合金分别冷压制成封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板及槽铝、堵板，冷压压力控制在30MPa，将冷压成型的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板放到烧结炉中加热到400℃再冷却成型，通过机器加工成所需要的尺寸，翅片在自动成形机床上用成形冲模冲压而成，翅片制成波纹型翅片，翅片的节距为3mm，再通过剪板机剪切隔板、盖板和侧板，用锯铝机切割槽铝、铝管、封头，并将上述零件经数控机床加工成精细产品；

(3)清洗元件：将制成的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板用稀盐酸进行清洗，稀盐酸百分浓度为7％，清洗时间30分钟；

(4)组装换热芯子：选择一干净、无油、干燥的平台面，在下夹具上放置盖板，在盖板上逐层交错叠置多个通道，通道上有翅片，翅片上和翅片下安置有隔板，翅片两侧装有封条，其中翅片与翅片、翅片与导流片的接缝间隙1.2mm，翅片与导流片不得被封条压住，通道组装完后，在最上部安放上盖板，组成板翅式换热芯子，组装好后，用夹具夹持牢固，以防真空钎焊时错位；

(5)真空钎焊：将上述组装好的换热芯子，放入真空钎焊炉，真空钎焊炉中温度500℃，常用真空度0.005pa，当放入的元件随着炉子加温到350℃时，保温30分钟，令元件温度均匀后，再次升温到500℃，保温15-20分钟，快速冷却5分钟，在元件出炉时温度降到50℃；

(6)组装完整换热器：通过氩弧焊在钎焊好的换热芯子四角焊上封头，同时将盖板、侧板、管口法兰、管接头、接管及支撑部件均通过氩弧焊焊接，氩弧焊分两次进行，在第一次钎焊后，等它冷却25分钟后，再在原来的焊接部位再次进行焊接。所述侧板焊接安装中，在距离侧板两端120mm处各割裂一个断裂口，断裂口的宽度为1.5mm。所述翅片分内侧翅片、外侧翅片，封条分内侧封条、外侧封条，所述翅片的轴与介质流过的通道互相垂直。板翅式换热芯体有内通道和外通道，内通道有内侧翅片与内侧封条，外通道有外侧翅片与外侧封条，内通道与外通道通过隔板隔开。内通道中间增设1根封条。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种铝制板翅式换热器的制作方法，其特征在于：其制作方法步骤如下：

(1)选取原料：选取全铝合金材料；

(2)零件制备：在冷压机上用模具将铝合金分别冷压制成封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板及槽铝、堵板，冷压压力控制在20-35MPa，将冷压成型的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板放到烧结炉中加热到300-500℃再冷却成型，通过机器加工成所需要的尺寸，翅片在自动成形机床上用成形冲模冲压而成，翅片制成锯齿形或多孔型翅片或波纹型翅片，翅片的节距为2-4mm，再通过剪板机剪切隔板、盖板和侧板，用锯铝机切割槽铝、铝管、封头，并将上述零件经数控机床加工成精细产品；

(3)清洗元件：将制成的封条、隔板、翅片、封头、盖板、侧板、槽铝及堵板用稀盐酸进行清洗，稀盐酸百分浓度为5-10％，清洗时间大于10分钟；

(4)组装换热芯子：选择一干净、无油、干燥的平台面，在下夹具上放置盖板，在盖板上逐层交错叠置多个通道，通道上有翅片，翅片上和翅片下安置有隔板，翅片两侧装有封条，其中翅片与翅片、翅片与导流片的接缝间隙小于等于1.5mm，翅片与导流片不得被封条压住，通道组装完后，在最上部安放上盖板，组成板翅式换热芯子，组装好后，用夹具夹持牢固，以防真空钎焊时错位；

(5)真空钎焊：将上述组装好的换热芯子，放入真空钎焊炉，真空钎焊炉中温度300-600℃，常用真空度0.001-0.1pa，当放入的元件随着炉子加温到300-400℃时，保温30分钟，令元件温度均匀后，再次升温到400-600℃，保温15-20分钟，快速冷却5分钟，在元件出炉时温度降到100℃以下；

(6)组装完整换热器：通过氩弧焊在钎焊好的换热芯子周围或四角焊上封头，同时将盖板、侧板、管口法兰、管接头、接管及支撑部件均通过氩弧焊焊接，氩弧焊分两次进行，在第一次钎焊后，等它冷却20-30分钟后，再在原来的焊接部位再次进行焊接。

2.如权利要求1所述的一种铝制板翅式换热器的制作方法，其特征在于：所述侧板焊接安装中，在距离侧板两端100-150mm处各割裂一个断裂口，断裂口的宽度为1-2mm。

3.如权利要求1或2所述的一种铝制板翅式换热器的制作方法，其特征在于：所述翅片分内侧翅片、外侧翅片，封条分内侧封条、外侧封条，所述翅片的轴与介质流过的通道互相垂直。

4.如权利要求1所述的一种铝制板翅式换热器的制作方法，其特征在于：板翅式换热芯体有内通道和外通道，内通道有内侧翅片与内侧封条，外通道有外侧翅片与外侧封条，内通道与外通道通过隔板隔开。

5.如权利要求4所述的一种铝制板翅式换热器的制作方法，其特征在于：内通道中间增设1根封条。