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

一种铝制板翅式换热器的制作方法 Download PDF

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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。
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