CN101863124A - 一种塑料管网的焊接方法及焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑料管网的焊接方法及焊接设备，本装置包括第一加热元件和第二加热元件为一体的加热装置和由定型分叉孔的成孔顶针衬条和将成孔顶针衬条固定在分叉孔中的定位衬条组成的成孔定位装置，在焊接过程中在集合管的分叉孔中放入成孔顶针的针状突起并用定位衬条对成孔顶针衬条进行定位，同时加热细管的端部和分叉孔周围的环形焊接区，将所述细管端部沿集合管的径向与所述集合管的环形焊接区通过挤压焊接在一起，同时用挤压模具模制预定的外轮廓，采用上述设备和方法不仅可纠正和防止集合管的弯曲，提高一次焊接成功率，提高焊接效率，而且有利于提高连接力，提高塑料管网的机械承载能力。

Description

一种塑料管网的焊接方法及焊接设备

技术领域

本发明涉及一种塑料管网的焊接方法和采用该方法焊接塑料管网的焊接设备，特别是取暖或制冷系统中所用的塑料管网的焊接方法和其专用设备。

背景技术

塑料管网用于空调设备中，是调节温度的介质流通的管道，它由集合管、设置在两侧集合管间的塑料管组成，在制造塑料管网时，需将细管的两端分别与对应侧的集合管焊接在一齐，预留在集合管的侧壁上的分叉孔作为连通集合管与细管的通道，是集合管的焊接位置。塑料管网中细管的管径远小于集合管，例如外直径大约4.3mm的细管通常与外直径大约20mm的集合管材料配合地焊接，目前采用分别加热集合管的分叉孔周围的环形焊接区以及细管的轴向端部，使得上述部位的塑料材料变软，而后将变软的区域互相相对挤压保持到冷却的方法将集合管与细管焊接在一起，目前具有两种主要的方法：例如在DE 197 25 326 C2中描述了一种用于制造塑料管网的制造方法。在该方法中，加热细管，使得细管端部的内径变大，通过变大的内径，能够防止在焊接时管道横截面的减少，然后将细管插入到分叉孔中进行焊接，采用此种方法由于机械应力的存在，在安装塑料管网时，细管和集合管的管连接处易损坏，这样的损坏会导致泄漏；为克服现有技术的上述缺点，申请号为20071030203406、优先权为DE[31]102006061995.1、公开号为CN101219577A的中国发明专利申请公开了一种塑料管网的焊接方法，它在焊接前分别加热集合管和细管的待焊接部位，在焊接过程中在分叉孔内设置散热块，在焊接过程中采用过渡区域中模制预定外轮廓，此方法虽然能防止分叉孔的变形，提高细管及集合管间的连接力，但由于在集合管的轴向上设置有多个分叉孔使得在焊接过程中集合管变形，无法保证在焊接过程中集合管垂直，从而无法保证所有分叉孔同细管能同时一次焊接成功，降低焊接质量和效率，而且散热器和加热元件设置在一起，将导致无法散热，同样影响焊接质量。商业上的塑料管网由导热的、耐腐蚀且可焊接的塑料制成。

发明内容

本发明的目的针对现有技术焊接塑料管网方法存在的焊接过程中塑料管网易变形、细管及集合管焊接处连接不牢固，致使塑料管网的机械负载能力低的不足，提供一种不仅能提高塑料管网的焊接成功率，而且能改进塑料管网的机械负载能力的焊接方法和实现该方法的焊接设备。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

塑料管网的焊接方法，其包括如下步骤：A、将集合管、细管分别用夹具固定；B、将成孔顶针衬条的针状突起置于分叉孔中，将定位衬条置于集合管中使成孔顶针衬条定位；C、加热装置的加热元件置于集合管及细管间，同时加热细管的端部和分叉孔周围的环形焊接区；D、从集合管及细管间撤出加热部件，通过自带挤压模具的输送夹具将所述细管端部沿集合管的径向与所述集合管的环形焊接区通过挤压焊接在一起，同时用挤压模具模制预定的外轮廓；E、从集合管中取出定位衬条，再把成孔顶针衬条从集合管内移出。

进一步地，在用输送夹具固定细管时，所述细管的焊接区伸出到夹具外一定距离H。

一种塑料管网的焊接设备，包括加热装置、将细管的焊接区和集合管的分叉孔周围的环形焊接区挤压焊接在一起的输送装置，所述输送装置设置有夹持集合管的第一夹具和夹持细管的输送夹具，所述加热装置由它的第一加热元件和第二加热元件分别加热细管端部的焊接区以及集合管的分叉孔周围的环形焊接区，所述输送夹具设置有能预定外轮廓的挤压模具，所述第一加热元件和第二加热元件为一体，所述设备还包括一成孔定位装置，其由定型分叉孔的成孔顶针衬条和将成孔顶针衬条固定在分叉孔中的定位衬条组成；

所述的挤压模具设置有挤压表面，通过该挤压表面能将所述细管端部的焊接区挤压焊接在集合管的分叉孔周围的环形焊接区并实现所述的预定外轮廓；

所述的挤压表面呈喇叭口型；

所述的成孔顶针衬条是由条形板上设置与分叉孔数量、形状、位置相匹配的针状突起组成；

所述第一加热元件的端部具有使所述针状突起深入的第一加热元件内孔，且其端面与分叉孔的周围的外表面相匹配，所述第二加热元件的端部设置有能使细管待加热部位深入的第二加热元件内孔；

所述的成孔顶针衬条的朝向分叉孔的侧表面与所述分叉孔的相应内表面相吻合；

所述定位衬条具有与所述成孔顶针衬条相配合的表面及与集合管内表面相配合的表面；

所述的成孔顶针衬条和定位衬条的长度大于或等于集合管的长度。

采用本发明方法具有如下有益效果：

1、由于在加热焊接过程中，在分叉孔内设置有成孔顶针，在集合管的长度上设置有为成孔顶针定位的定位衬条，它不仅对成孔顶针起到定位的作用且可纠正和防止集合管的弯曲，提高一次焊接成功率，提高焊接效率；

2、同时用第一加热元件和第二加热元件对集合管及细管加热，这样需焊接的双方温度能保持一致，有利于提高连接力，提高塑料管网的机械承载能力。

附图说明

图1为本发明焊接设备加热时的使用状态示意图；

图2为本发明焊接设备焊接时的示意图；

图3为本发明焊接设备的加热元件结构示意图；

图4为采用本发明方法和设备焊接的细管、集合管的结构示意图；

图5a为本发明焊接设备的成孔顶针衬条结构示意图；

图5b为图5a的俯视图。

附图标记说明

1第一夹具 2集合管 3定位衬条 4成孔顶针衬条 5分叉孔 6第一加热元件 7加热装置 8第二加热元件 9细管端部 10输送夹具 11细管 12环形焊接区 13条形板 14第一加热元件内孔 15第二加热元件内孔 16第一加热元件端面 17挤压表面 18针状突起

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述：

如图1-5所示，在制造塑料管网时，使用专门的焊接设备焊接集合管2和细管11，该焊接设备至少由如下几部分组成：成孔定位装置、输送装置和加热装置，所述成孔定位装置由两个部件组成，一个部件为成孔顶针衬条4，该成孔顶针衬条4由条形板13上设置与分叉孔5数量、形状、位置相匹配的针状突起18组成，另一个部件为定位衬条3，该定位衬条3及成孔顶针衬条4的长度均与集合管2的长度相当或略长，其形状为当成孔顶针衬条4伸入分叉孔5后由定位衬条3将成孔定针衬条4固定在分叉孔5内，定位衬条3和成孔顶针衬条4最好的形状为定位衬条3的与成孔顶针衬条4具有相配合的表面，同时定位衬条3有与集合管2的内孔具有相配合的表面，成孔顶针衬条4同时具有与集合管2相配合的表面，这样不仅可以使定位衬条3与成孔顶针衬条4很好地结合，也可以方便地从集合管内取出二者，成孔顶针衬条4由金属制成，加热集合管2的环形焊接区时，成孔顶针衬条4的针状突起18始终放置在分叉孔5中，以确保分叉孔5和作为细管11的焊接区的细管端部9的内径不会缩小，防止分叉孔5由于热膨胀导致的横截面的变化，同时起到散热的作用。所述的输送装置能使集合管2和细管11发生相对位移，其上设置有夹持集合管2的第一夹具1和夹持细管11的输送夹具10，输送夹具10兼作挤压模具，它的面向集合管的端面设置有喇叭口形的挤压表面17，该挤压表面17能将作为焊接区的细管端部9压到集合管2的环形焊接区12，并形成模制预定外轮廓，通过模制预定外轮廓，避免焊接时能够引起切口效应的诸如凸肩或台阶的形状的产生，避免在细管和集合管之间产生切口效应的连接形状。所述加热装置7能加热细管端部9和集合管2的环形焊接区12，它由一个加热部件、使加热部件位于两个夹具间或撤离两个夹具间的移动部件组成，所述的加热部件的一端为第一加热元件6，第一加热元件端面16与待加热的分叉孔5的周围的表面相匹配，这样加热更均匀，可以更好地使被加热的区域受热，在第一加热元件端面16还设置有一个能使针状突起18伸入的第一加热元件内孔14，这样不仅可防止分叉孔5变形，同时增加成孔顶针衬条的散热能力，这样加热待焊接区期间仅轻微地加热分叉孔，保持分叉孔的直径基本不变。加热元件的另一端为第二加热元件8，其端面设置有供细管11伸入的第二加热元件内孔15，焊接前，将成孔顶针衬条4置入插入集合管2内并将针状突起18顶入分叉孔5内，将定位衬条3插入到集合管2内固定成孔顶针衬条4。

工作时，将集合管2夹持在第一夹具1上，将细管夹持到输送夹具10上，将针状突起18置于分叉孔5中，将定位衬条3置于集合管2中使成孔顶针衬条4定位，将加热部件置于集合管2和细管11间，移动二夹具使第一加热元件的端面接触集合管的待加热部位，使细管伸入第二加热元件内孔，通过第一加热元件和第二加热元件分别加热分叉孔的环形焊接区12和细管端部9，在加热细管端部9时，由于第二加热元件8是从细管11的外侧加热细管端部9的，所以塑料材质的细管11的外表面比其内表面更快地熔化，熔化的材料由内向外流动，被加热区域的细管的内径和外径都增大，同时被加热区域细管臂增厚，加热完毕，将加热部件从细管和集合管间撤离，移动输送装置，将细管11向集合管2方向移动并将细管端部9与分叉孔周围的环形焊接区12压紧，将细管11和集合管2焊接在一齐，此时由于挤压模具具有喇叭口形的挤压表面17，所以细管和集合管的焊接处形成喇叭口形外轮廓，完成模制预定的外轮廓，通过形成喇叭口形外轮廓，获得塑料材料的聚合物链，使得细管11和集合管2的连接特别稳定，在用夹具固定细管时，使细管的焊接区伸出到夹具外一定距离H，这样在焊接时可以更好地预制外轮廓，更有利于提高细管与集合管间的连接力，防止细管从集合管上脱落，同时分叉孔的内径可以比细管的直径大也可以小于等于细管的内径。

在本实施例中的设备挤压模具设置挤压表面，通过该挤压表面能将焊接区压到待焊接区。所以，在挤压模制预定外轮廓期间，所述挤压模起到挤压成型和辅助焊接的双重作用。

Claims (10)

1.塑料管网的焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、将集合管、细管分别用夹具固定；

B、将成孔顶针衬条的针状突起置于分叉孔中，将定位衬条置于集合管中使成孔顶针衬条定位；

C、加热装置的加热元件置于集合管及细管间，同时加热细管的端部和分叉孔周围的环形焊接区；

D、从集合管及细管间撤出加热部件，通过自带挤压模具的输送夹具将所述细管端部沿集合管的径向与所述集合管的环形焊接区通过挤压焊接在一起，同时用挤压模具模制预定的外轮廓。

E、从集合管中取出定位衬条，再把成孔顶针衬条从集合管内移出。

2.如权利要求1所述的塑料管网的焊接方法，其特征在于：在用输送夹具固定细管时，所述细管的焊接区伸出到夹具外一定距离H。

3.一种塑料管网的焊接设备，包括加热装置、将细管的焊接区和集合管的分叉孔周围的环形焊接区挤压焊接在一起的输送装置，所述输送装置设置有夹持集合管的第一夹具和夹持细管的输送夹具，所述加热装置由它的第一加热元件和第二加热元件分别加热细管端部的焊接区以及集合管的分叉孔周围的环形焊接区，其特征在于：所述输送夹具设置有能预定外轮廓的挤压模具，所述第一加热元件和第二加热元件为一体，所述设备还包括一成孔定位装置，其由定型分叉孔的成孔顶针衬条和将成孔顶针衬条固定在分叉孔中的定位衬条组成。

4.如权利要求3所述的一种塑料管网的焊接设备，其特征在于：所述的挤压模具设置有挤压表面，通过该挤压表面能将所述细管端部的焊接区挤压焊接在集合管的分叉孔周围的环形焊接区并实现所述的预定外轮廓。

5.如权利要求4所述的一种塑料管网的焊接设备，其特征在于：所述的挤压表面呈喇叭口型。

6.如权利要求3所述的一种塑料管网的焊接设备，其特征在于：所述的成孔顶针衬条是由条形板(13)上设置与分叉孔(5)数量、形状、位置相匹配的针状突起(18)组成。

7.如权利要求6所述的一种塑料管网的焊接设备，其特征在于：所述第一加热元件的端部具有使所述针状突起深入的第一加热元件内孔，且其端面与分叉孔的周围的外表面相匹配，所述第二加热元件的端部设置有能使细管待加热部位深入的第二加热元件内孔。

8.如权利要求3或6所述的一种塑料管网的焊接设备，其特征在于：所述的成孔顶针衬条的朝向分叉孔的侧表面与所述分叉孔的相应内表面相吻合。

9.如权利要求3或6所述的一种塑料管网的焊接设备，其特征在于：所述定位衬条具有与所述成孔顶针衬条相配合的表面及与集合管内表面相配合的表面。

10.如权利要求3或6所述的一种塑料管网的焊接设备，其特征在于：所述的成孔顶针衬条和定位衬条的长度大于或等于集合管的长度。

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