CN102091857B - 真空冷冻干燥机板层焊接工艺 - Google Patents

Abstract

真空冷冻干燥机板层焊接工艺，属于制药机械技术领域，具体涉及一种真空冷冻干燥器板层的焊接工艺。其特征在于：将上面板（1）水平放置在储能电阻焊下电极板（3）上，使用储能电阻焊在上面板（1）上表面并排平行焊接多组支撑柱（2）；在隔条（5）相对两侧面上间隔单面开设工艺孔（7）；在工艺孔（7）对侧面上向外冲压冲压凸点（6）；通过工艺孔（7）将隔条（5）平行套装在每组支撑柱（2）上；使用储能电阻焊分别将上、下面板（1、8）与隔条（5）焊接在一起。本焊接工艺采用储能电阻焊原理，工艺简单，焊接后板层上下表面无损伤，面板厚薄均匀，不易产生变形或焊点泄漏，板层焊接强度高，板层抗疲劳强度性能和耐温性能好。

Description

真空冷冻干燥机板层焊接工艺

技术领域

真空冷冻干燥机板层焊接工艺，属于制药机械技术领域，具体涉及一种真空冷冻干燥器板层的焊接工艺。

背景技术

真空冷冻干燥机板层的内部结构为中空，中间填充有导热介质。为了保证导热介质可以在板层内均匀流动，内部设有隔条形成“迷道”，目前国内制造商主要采用三种工艺进行真空冷冻干燥机板层的焊接。

一是“塞焊”技术，即“打孔焊”。将隔条与板层的上、下表面焊接在一起，这种技术虽然加工简单、成本低，但在焊接后采用机加工处理焊点的方式使板层的面板厚薄不均匀，在焊接过程中产生的大量应力将会在今后的使用中逐渐释放出来，从而导致板层变形乃至焊点泄漏。

二是“内焊法”，即采用特殊的型材分别与上、下面板焊接好后再进行组合对接，这种焊接方式虽然成本较高、过程控制要求高，但板层上、下表面均无需采用机加工，因而板层的平整度好，温度均匀性也明显好于“塞焊”工艺制造的板层。但由于内部隔条采用方刚或类似于方钢，而不锈钢是热的不良导体，因此在隔条表面的板层与硅油通道表面的板层会有明显的温差，其中采用“塞焊”法制作的板层温差会更加明显。若想使板层表面达到较均匀的温度需要花费较长的时间；而且为了尽量减少隔条所占面积，隔条的数量就不能太多，这样又会使板层的强度，特别是大型设备中板层的强度受到一定的影响。

三是“高温真空钎焊”，即在板层上面板和隔条之间、隔条和下面板之间附上钎焊材料，整体装夹后放入高温真空钎焊路加热至特定的温度使钎焊层融化将板层上面板和隔条及隔条和下面板连接在一起。“高温真空钎焊”克服了“塞焊”和“内焊法”的缺点，但由于钎焊料和不锈钢母材的物理性能(热膨胀系数)存在很大差异，而板层的温度又在-40℃到120℃之间反复交替变化，故疲劳强度很有限。且设备昂贵，工艺复杂，不易检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种焊接工艺简单，焊接后板层上下表面无损伤，不易产生变形或焊点泄漏，焊接强度高，板层耐温性能好的真空冷冻干燥机板层焊接工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该真空冷冻干燥机板层焊接工艺，其特征在于：将上面板水平放置在储能电阻焊下电极板上，使用储能电阻焊在上面板上表面并排平行焊接多组支撑柱；在隔条相对两侧面上间隔单面开设工艺孔；在工艺孔对侧面上向外冲压冲压凸点；通过工艺孔将隔条平行套装在每组支撑柱上；使用储能电阻焊分别将上、下面板与隔条焊接在一起。支撑柱的数量，根据真空冷冻干燥机板层尺寸大小决定，均匀排布。

该真空冷冻干燥机板层焊接工艺具体采用如下焊接步骤：

1)将上面板水平放置在储能电阻焊平整的下电极板上，上电极板安装支撑柱后下降，将支撑柱垂直压在上面板上，由储能电容器通过焊接变压器按设计的规范参数放电一次，支撑柱下方凸点迅速熔化，同时上电极迅速下压，将多组支撑柱等距离并排平行焊接在上面板上表面上；

2)隔条采用空心方钢管制作，在其相对两侧面上间隔单面开工艺孔，并通过工艺孔在对侧面冲出冲压凸点，两同向孔间距与两支撑柱间距相等，工艺孔直径略大于支撑柱外径；

3)将多根隔条通过工艺孔分别套装在每组并排设置的支撑柱上，上电极板下压，将隔条通过下表面冲压凸点焊接在上面板上；

4)将下面板压放到平行排置的各隔条上方，上电极板下降压实，通过多根隔条上表面的冲压凸点与下面板焊接在一起。

优选的，使用储能电阻焊焊接单个冲压凸点储能电容器所需的储能为5000焦耳，一次性焊接一根隔条一侧的所有冲压凸点储能电容器所需的最大储能为焊接所有单个冲压凸点所需储能量之和的1.2～1.3倍。

优选的，步骤1)所述上电极板对每个冲压凸点的下压力为10000N。

优选的，步骤1)中所述焊接变压器产生的脉冲电流为n×10kA，其中n为一次性焊接冲压凸点的个数，脉冲宽度为0.001秒。

优选的步骤2)中所述支撑柱高度较空心方钢管高度相差空心方钢管的壁厚，偏差为±0.1mm，支撑柱的直径大于冲压凸点直径的2倍。

优选的，步骤2)中所述冲压凸点直径为4.9～5.1mm，高度为1.1～1.3mm，间隔为50～100mm。

与现有技术相比，本发明真空冷冻干燥机板层焊接工艺所具有的有益效果是：本焊接工艺采用储能电阻焊原理，在加压条件下，利用电容放电脉冲电流，经焊接变压器降压后，通过工件产生焦耳热使工件接触部分的接触凸点融化，形成焊接。该焊接工艺简单，焊接后板层上下表面无损伤，面板厚薄均匀，不易产生变形或焊点泄漏，板层焊接强度高，板层抗疲劳强度性能和耐温性能好。

附图说明

图1～2是本发明焊接上面板及支撑柱步骤示意图。

图3～4是本发明焊接方钢管步骤示意图。

图5～6是本发明焊接下面板步骤示意图。

其中：1、上面板  2、支撑柱  3、下电极板  4、上电极板  5、隔条  6、冲压凸点  7、工艺孔  8、下面板。

图1～6是本发明真空冷冻干燥机板层焊接工艺的最佳实施例，下面结合附图1～6对本发明做进一步说明：

具体实施方式

参照附图1～2：

将上面板1水平放置在储能电阻焊平整的下电极板3上，上电极板4安装支撑柱2后下降，将支撑柱2垂直压在上面板1上，由储能电容器通过焊接变压器按设计的规范参数放电一次，焊接时支撑柱2下方凸点迅速熔化，同时上电极迅速下压，一次性将多组支撑柱2等距离并排平行焊接在上面板1上表面上，下电极为端平面为水平的平面电极。支撑柱的数量，根据真空冷冻干燥机板层尺寸大小决定，均匀排布。

参照附图3～4：

采用空心方钢管制作隔条5，在其上侧面上向下开设工艺孔7，工艺孔7不穿透下侧面；并同时在其相对的下侧面上向上开设相同的工艺孔7，上、下面上的工艺孔间隔设置，并分别穿过工艺孔7在其对侧面上由内向外冲出冲压凸点6。冲压凸点6直径为4.9～5.1mm，高度为1.1～1.3mm，间隔为50～100mm。两同向孔间距与两支撑柱2间距相等。工艺孔7直径稍大于支撑柱2外径。将多根空心方钢管通过下侧面上的工艺孔7分别套装在每组并排设置的支撑柱2上，上侧面工艺孔空置，上电极板4下降，通过储能电阻焊将多根平行焊接排列的空心方钢管通过下表面冲压凸点6焊接在上面板1上。，焊接变压器产生的脉冲电流为n×10kA，其中n为一次性焊接冲压凸点的个数，脉冲宽度为0.001秒。上电极板4对每个冲压凸点6的下压力为10000N。一次性焊接一根隔条一侧的所有冲压凸点6储能电容器所需的最大储能为焊接所有单个冲压凸点6所需储能量之和的1.2～1.3倍，其中储能电阻焊焊接单个冲压凸点6储能电容器所需的储能为5000焦耳。支撑柱2高度较空心方钢管高度相差空心方钢管的壁厚，偏差为±0.1mm，支撑柱2的直径大于冲压凸点6直径的2倍。

参照附图5～6：

将下面板8压放到空心方钢管上方，上电极板4下降压实，由储能电容器通过焊接变压器按设计的规范参数放电一次，焊接变压器产生的脉冲电流为n×10kA，其中n为一次性焊接冲压凸点的个数，脉冲宽度为0.001秒。通电结束经恒压维持后释放，通过多根空心方钢管上表面的冲压凸点6与下面板8焊接在一起。

焊接好的真空冷冻干燥机板层内部中空，空心方钢管制作的隔条能起到良好的支撑作用，增强了板层焊接强度。同时由于采用储能电阻焊进行内部焊接，保证了焊接后板层上下表面无损伤，面板厚薄均匀，不易产生变形或焊点泄漏，板层抗疲劳强度性能和耐温性能好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.真空冷冻干燥机板层焊接工艺，其特征在于：将上面板（1）水平放置在储能电阻焊下电极板（3）上，使用储能电阻焊在上面板（1）上表面并排平行焊接多组支撑柱（2）；在隔条（5）上、下相对两侧面上间隔单面开设工艺孔（7）；在工艺孔（7）对侧面上向外冲出冲压凸点（6）；通过工艺孔（7）将隔条（5）平行套装在每组支撑柱（2）上；使用储能电阻焊分别将上、下面板（1、8）与隔条（5）焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的真空冷冻干燥机板层焊接工艺，其特征在于：具体采用如下焊接步骤：

1）将上面板（1）水平放置在储能电阻焊平整的下电极板（3）上，上电极板（4）安装支撑柱（2）后下降，将支撑柱（2）垂直压在上面板（1）上，由储能电容器通过焊接变压器按设计的规范参数放电一次，支撑柱（2）下方凸点迅速熔化，同时上电极迅速下压，将多组支撑柱（2）等距离并排平行焊接在上面板（1）上表面上；

2）隔条（5）采用空心方钢管制作，在其上侧面上向下开设工艺孔（7），工艺孔（7）不穿透下侧面；并同时在其相对的下侧面上向上开设相同的工艺孔（7），上、下面上的工艺孔间隔设置，并分别穿过工艺孔（7）在其对侧面上由内向外冲出冲压凸点（6），两同向孔间距与两支撑柱（2）间距相等，工艺孔（7）直径略大于支撑柱（2）外径；

3）将多根隔条（5）通过工艺孔（7）分别套装在每组并排设置的支撑柱（2）上，上电极板（4）下压，将隔条（5）通过下表面冲压凸点（6）焊接在上面板（1）上；

4）将下面板（8）压放到平行排置的各隔条（5）上方，上电极板（4）下降压实，通过多根隔条（5）上表面的冲压凸点（6）与下面板（8）焊接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的真空冷冻干燥机板层焊接工艺，其特征在于：使用储能电阻焊焊接单个冲压凸点（6）储能电容器所需的储能为5000焦耳，一次性焊接一根隔条一侧的所有冲压凸点（6）储能电容器所需的最大储能为焊接所有单个冲压凸点（6）所需储能量之和的1.2~1.3倍。

4.根据权利要求2所述的真空冷冻干燥机板层焊接工艺，其特征在于：所述上电极板（4）对每个冲压凸点（6）的下压力为10000N。

5.根据权利要求2所述的真空冷冻干燥机板层焊接工艺，其特征在于：步骤1）中所述焊接变压器产生的脉冲电流为n×10kA，其中n为一次性焊接冲压凸点的个数，脉冲宽度为0.001秒。

6.根据权利要求2所述的真空冷冻干燥机板层焊接工艺，其特征在于：所述支撑柱（2）高度较空心方钢管高度相差空心方钢管的壁厚，支撑柱（2）的直径大于冲压凸点（6）直径的2倍。

7.根据权利要求1或2所述的真空冷冻干燥机板层焊接工艺，其特征在于：所述冲压凸点（6）直径为4.9~5.1mm，高度为1.1~1.3mm，间隔为50~100mm。

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