CN103316829B - 铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺，其特征是，包括以下步骤：（1）原材料为平行流管盘管，采用放卷机将平行流管盘管放卷成直管；（2）放卷后的平行流管在热风烘干机中进行预热；（3）预热烘干后的平行流管经过两只对压的刚性整形轮，将平行流管的厚度差矫正至于≤0.02mm；（4）平行流管经过两只对压的弹性减震轮后进入涂布机进行涂布；（5）将涂布后的平行流管分别经过第一级热风烘干机和第二级热风烘干机，依次进行第一级烘干和第二级烘干；（6）将烘干后的平行流管经风冷机进行冷却；（7）收卷：将冷却后的平行流管在收卷机上收卷成盘管。本发明自动化程度高、生产过程稳定、生产效率高、质量稳定。

Description

铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺

技术领域

本发明涉及一种对表面涂布液体或其它流体的工艺，尤其是一种铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺。

背景技术

全铝钎焊式平行流热交换器因其结构紧凑、换热效率高、内容积小、质量轻等众多优点，已被广泛地应用在汽车及家用空调上，具有广阔的市场前景。全铝钎焊式平行流热交换器主要由集流管、平行流管和翅片组成，所有材质均为铝及铝合金，整体组装后采用真空钎焊炉或充氮气保护钎焊炉（CAB）整体钎焊而成。翅片与平行流管接触处焊接后为金属键链接，无接触热阻。

焊接前，需要对平行流管表面涂上钎焊剂。目前国内外各生产厂家多采用喷涂的办法。该办法存在钎焊剂层厚度不易调节、均匀性差、稳定性差，平行流管两边无需焊接翅片的区域也会喷涂到钎焊剂等缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺，自动化程度高、生产过程稳定、生产效率高、质量稳定。

按照本发明提供的技术方案，所述铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的生产线，其特征是：包括依次设置的放卷机、热风烘干机、厚度整形装置、减震装置、涂布机、第一级热风烘干机、第二级热风烘干机、风冷机和收卷机。

所述厚度整形装置包括上下两只对压的刚性整形轮。

所述减震装置包括上下两只对压的弹性减震轮，弹性减震轮分别安装在减震轮轴上，上方的减震轮轴的两端分别与可上下跳动的滑块固定，滑块的下端设置弹簧，弹簧的上端固定，弹簧的下端抵着滑块的上平面。

所述放卷机和收卷机均设置多台，收卷机前设置绞盘机。

所述涂布机的进料端与恒温恒湿室连接。

所述铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺，其特征是，包括以下步骤：

（1）放卷：原材料为平行流管盘管，采用放卷机将平行流管盘管放卷成直管；

（2）预热烘干：放卷后的平行流管在热风烘干机中进行预热，温度为50~200℃，风速为5~20m³/min；

（3）整形：预热烘干后的平行流管经过两只对压的刚性整形轮，刚性整形轮之间的间隙与平行流管过盈配合，将平行流管的厚度差矫正至于≤0.02mm；

（4）整形后的平行流管经过两只对压的弹性减震轮后进入涂布机进行涂布，钎焊剂悬浊液通过刮刀辊和涂布辊之间的间隙在涂布辊上布满一层均匀的钎焊剂悬浊液，平行流管由上涂布辊和下涂布辊之间通过，上涂布辊与下涂布辊之间的间隙与平行流管过盈配合，使钎焊剂悬浊液均匀涂布在平行流管的表面；钎焊剂悬浊液保持温度、黏度恒定，温度为20~25℃，室温下黏度为10~30mPa·s；

（5）烘干：将涂布后的平行流管分别经过第一级热风烘干机和第二级热风烘干机，依次进行第一级烘干和第二级烘干；所述第一烘干的温度和风速分别为第二级烘干温度和风速的50~80%，第一级烘干的温度为100~250℃，第一级烘干的风速为1000~5000m³/min；

（6）冷却：将烘干后的平行流管经风冷机进行冷却，冷却时的风速为10000~20000m³/min，温度为室温；

（7）收卷：将冷却后的平行流管在收卷机上收卷成盘管。

在涂布工艺过程中，所述平行流管的车速为20~100m/min。

在涂布工艺过程中，所述平行流管的张力为50~400N。

步骤（4）中，所述涂布辊转动线速度与平行流管的车速一致，刮刀辊转速为0至二分之一平行流管车速。

所述钎焊剂悬浊液的组份为，单位为质量百分数：粘合剂10%~20%、钎焊剂20%~40%，其余为水。

本发明的优点：（1）本发明将辊涂技术应用到铝及铝合金平行流管盘管表面涂布钎焊剂上来，由于调整控制涂布辊与刮刀辊之间的间隙及两辊的转速极其容易和稳定，所以本发明所述的工艺调整精度高、易调节，涂布出的钎焊剂层厚度均匀性好、稳定性好；（2）涂布时，平行流管只有需要焊接翅片的上下两平面与涂布辊接触，两边无需焊接翅片的区域不会涂到钎焊剂，一方面节省钎焊剂，另一方面两边无需焊接翅片的区域属外观面，若涂到钎焊剂会影响整体外观，而本工艺避免了该问题；（3）本发明所述工艺加入了预热和烘干、整形、减震三个工序，更有效地保证了过程以及质量的稳定性；（4）本发明所述工艺中烘干工序制定为二级热风烘干，一方面采用热风烘干的方式，避免了采用直接加热烘干的方式因烘干温度过低和烘干时间过短来不及烘干的问题，另一方面改为二级烘干，解决了钎焊剂中粘合剂会在表层形成一层致密胶膜，阻碍里层钎焊剂的烘干的问题；（5）本发明所述工艺中平行流管的放卷/收卷速度输出都源自一台位于收卷机前的绞盘机，而不是由多台放卷机/收卷机各自控制，有效地保证了多根平行流管同时进行涂布时的速度一致性。

附图说明

图1为本发明所述生产线的结构示意图。

图2是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，所述铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的生产线，包括依次设置的多台放卷机1、热风烘干机2、厚度整形装置3、减震装置4、涂布机6、第一级热风烘干机8、第二级热风烘干机9、风冷机10和收卷机12；所述涂布机6的进料端与恒温恒湿室5连接，在所述涂布机6和第一级热风烘干机8、第一级热风烘干机8和第二级热风烘干机9、第二级热风烘干机9和风冷机10、风冷机10和收卷机12之间分别设置导向轮组7，在所述收卷机12的前端设置绞盘11；

所述厚度整形装置3包括上下两只对压的刚性整形轮，并通过调节旋钮控制两只整形轮之间的间隙，平行流管穿过两只对压的刚性整形轮进行整形；一般为了保证较好的整形效果，会采用过盈配合（两只整形轮之间的间隙略小于平行流管的厚度），即平行流管的厚度被压至同一个值；

所述减震装置4包括上下两只对压的弹性减震轮，弹性减震轮分别安装在减震轮轴上，上方的减震轮轴的两端分别与可上下跳动的滑块固定，滑块的下端设置弹簧，弹簧的上端固定，弹簧的下端抵着滑块的上平面；平行流管穿过两只对压的弹性减震轮进行减震，一方面减震轮可以起导向支撑的作用，另一方面平行流管产生上下跳动时，跳动的动能会被减震轮及弹簧吸收转化为弹性势能，以降低甚至消除其跳动。

在使用时，首先原材料的铝及铝合金平行流管盘管由放卷机1放卷成直管，再依次经过热风烘干机2、厚度整形装置3、减震装置4、涂布机6、第一级热风烘干机8、第二级热风烘干机9和风冷机10；平行流管13在热风烘干机2中进行预热烘干，热风烘干机2的出风口为30°夹角的刀型出风，这种形状的出风口一方面可以使热风更为集中地吹向平行流管13，另一方面可以通过形成压差从而提高热风速度；平行流管13在厚度整形装置3中进行整形，一方面将平行流管13的厚度差异矫正到0.02mm以内，另一方面将平行流管13表面的凸起缺陷或附着物压平；平行流管13经过减震装置4可以避免平行流动高速运行时的上下跳动，防止钎焊剂层的厚度不均匀；

整个涂布生产线可以实现若干根平行流管同时涂布，只要配备相应数量的放卷机和收卷机即可；考虑到多根平行流管同时进行涂布时的速度一致性，平行流管的放卷/收卷速度输出都源直一台位于收卷机前的绞盘机，而不是由多台放卷机/收卷机各自控制；多根平行流管经绞盘机拉动，可获得一致的速度；放卷机/收卷机本身没有速度设置，完全由绞盘机拉动；每台放卷机/收卷机都装有两套测速仪，用于控制和校准其速度，以保持每台放卷机/收卷机的速度与绞盘机一致；另外每台放卷机/收卷机都配头一套气动摆动张力臂装置，一方面作为放卷机/收卷机与绞盘机速度差异的缓冲和校准，另一方面保持平行流管的绷紧张力恒定；平行流管会因绷紧张力被略微拉小，若绷紧张力变化也会引起平行流管尺寸变化，故必须保持绷紧张力恒定，绷紧张力与产品截面积成正比，范围为50~400N。

实施例一：一种铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺，包括以下步骤：

（1）放卷：原材料是铝及铝合金平行流管盘管，采用全自动放卷机将平行流管盘管放卷成直管；放卷机按与平行流管盘管缠绕方向相反的方向匀速旋转，将平行流管盘管从卷内放出成直管，放卷机的放卷速度为20m/min，该放卷速度即为平行流管工艺过程中的车速；

（2）预热烘干：钎焊剂在涂布时需要进行恒温恒湿控制，冬季时平行流管盘管温度比较低，一方面平行流管与钎焊剂接触时可能会降低钎焊剂温度，另一方面温度较低的平行流管与恒温空气接触后，会在其表面形成冷凝水，并被带入到钎焊剂内影响钎焊剂品质，所以涂布前必须对平行流管进行预热烘干；

所述平行流管在预热烘干机中进行预热烘干，所述预热烘干的温度为50℃，风速为5m³/min；

（3）整形：若平行流管的厚度不一致，涂布时钎焊剂层的厚度也会随之变化，另外若平行流管盘管表面存在一些凸起缺陷或附着物，涂布时会划伤涂布辊表面的橡胶；所以涂布前必须对平行流管进行整形，一方面将其厚度差异矫正到0.02mm以内，另一方面将其表面的凸起缺陷或附着物压平；

厚度整形装置主要由两只对压的刚性整形轮组成，并通过调节旋钮控制两只整形轮之间的间隙，平行流管穿过两只对压的刚性整形轮进行整形；一般为了保证较好的整形效果，会采用过盈配合（两只整形轮之间的间隙略小于平行流管的厚度），即平行流管的厚度被压至同一个值；

（4）减震：涂布线高速运行时，平行流管会产生上下跳动，平行流管与涂布辊之间的间隙也会随之略微波动，导致钎焊剂层的厚度不均匀，所以涂布前必须对平行流管进行减震；

（5）涂布：钎焊时，平行流管上下两平面需要均匀布满一定厚度的钎焊剂层，该钎焊剂层为固体粉末混合物，并混入一定比例的粘合剂以保证粘附强度，而固体粉末混合物状态的钎焊剂不能直接进行涂布，需要预先加入一定比例的溶剂将其配置成悬浊液，方可进行涂布；

平行流管穿过一台涂布机进行涂布，涂布机主要由涂布辊（橡胶辊）和刮刀辊（不锈钢辊）组成，涂布辊与刮刀辊之间的间隙为0~0.1mm，开启涂布辊和刮刀辊旋转，并向两辊之间持续加入过量的钎焊剂悬浊液，会在涂布辊表面布满一层均匀的钎焊剂，平行流管再穿过对压的上涂布辊和下涂布辊（上涂布辊和下涂布辊之间的间隙与平行流管过盈配合），即可将涂布辊表面与其接触的钎焊剂全部转移到平行流管表面；一般，钎焊剂涂布厚度与涂布辊转速成正比；刮刀辊旋转方向与涂布辊一致时，钎焊剂涂布厚度与刮刀辊转速成反比，刮刀辊旋转方向与涂布辊相反时，钎焊剂涂布厚度与刮刀辊转速成正比；

实际生产过程中，涂布辊转动线速度与平行流管的车速一致，刮刀辊转速为0；

钎焊剂悬浊液储存在一个恒湿恒湿室的不锈钢料罐内，通过气动输液泵加入到涂布机内，过量的悬浊液回流回料罐内，进行循环，料罐内维持搅拌，保持悬浊液均匀性，以防止悬浊液中的固体颗粒产生沉降；平行流管的钎焊剂均采用无腐蚀性钎剂，常用的无腐蚀性钎剂有很多种，均可适用，以最基本的氟铝酸钾钎剂为例，钎焊剂悬浊液的配置方法：在容器中加入定量的水（去离子水或蒸馏水）→加入相应比例的粘合剂（水性Pu胶）→加入相应比例的氟铝酸钾钎剂→搅拌均匀，调配比例为：粘合剂10%~20%，钎剂20%~40%，其余为水；

涂布时，钎焊剂悬浊液必须保持恒温，温度为20℃，而悬浊液会因涂布辊和刮刀辊的碾压做工而温度缓缓升高，故涂布机需配有在线水冷系统，冷却水在涂布辊及刮刀辊中心通孔内流通，通过冷水机控制冷却水的温度以保持悬浊液恒温；

涂布时，钎焊剂悬浊液必须保持黏度恒定，室温下一般为10mPa·s，而悬浊液会因其中的溶剂挥发而黏度缓缓升高，故涂布机需配有在线黏度自动控制系统，通过在线黏度测量仪实时测量悬浊液的黏度，黏度超过设定范围时自动开启补充溶剂，至黏度降回设定范围；

（6）烘干：

刚涂布好的钎焊剂层仍处於悬浊液状态，必须对其进行烘干，使其干燥固化成固态的钎焊剂层，方可进行收卷；

另外需要注意的是钎焊剂层中的粘合剂受热易分解，一方面温度不可以超过270℃，另一方面也不可以长时间保持200℃以上的温度；若采用直接加热烘干的方式，会因为烘干温度过低和烘干时间过短来不及烘干，所以本工艺中无法采用直接加热烘干的方式；

平行流管依次穿过第一级热风烘干机和第二级热风烘干机进行烘干，悬浊液状态的钎焊剂层中的溶剂受热挥发，钎焊剂层快速干燥固化；溶剂挥发后形成的气体以及天燃气燃烧形成的废气可能会存在污染环境的有害组分，需要用抽风机抽出并集中过滤处理，同时还可保证热风烘干装置内的风压平衡，以避免热风从热风烘干装置内逸散出来；

烘干时不能烘干过快，若烘干过快，钎焊剂中粘合剂会在表层形成一层致密胶膜，阻碍里层钎焊剂的烘干，所以必须通过二级烘干，第一级烘干功率较低，第二级烘干功率较高；第一级烘干的温度和风速分别为第二级烘干温度和风速的50%，第一级烘干的温度为100℃，第一级烘干的风速为1000m³/min；

（7）冷却：

平行流管经过烘干后温度较高，必须经过冷却至常温，方可进行收卷；

平行流管穿过一套风冷装置进行冷却，风冷装置主要由鼓风机、抽风机、刀型出风口组成，鼓风机输出冷风，再通过管道分流，经由若干组刀型出风口吹向平行流管，使平行流管快速冷却，再通过抽风机保持风冷装置内的风压平衡，并可形成冷风内循环，减少对新鲜空气的需求；冷却时的风速为10000m³/min，温度为室温；

（8）收卷：

本工艺的最终产品是涂布好钎焊剂层的平行流管盘管，采用全自动收卷机将平行流管直管收卷成盘管，收卷机按与放卷机旋转方向相反方向匀速旋转，将平行流管直管收入卷内成盘管。

实施例二：一种铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺，包括以下步骤：

（1）放卷：原材料为平行流管盘管，采用放卷机将平行流管盘管放卷成直管，放卷机的放卷速度为100m/min，此即为平行流管的车速；

（2）预热烘干：放卷后的平行流管在热风烘干机中进行预热，温度为200℃，风速为20m³/min；

（3）整形：预热烘干后的平行流管经过两只对压的刚性整形轮，刚性整形轮之间的间隙与平行流管过盈配合，将平行流管的厚度差矫正至于≤0.02mm；

（4）整形后的平行流管经过两只对压的弹性减震轮后进入涂布机进行涂布，涂布辊上布满一层均匀的钎焊剂悬浊液，平行流管由上涂布辊和下涂布辊之间通过，上涂布辊与下涂布辊之间的间隙与平行流管过盈配合，使钎焊剂悬浊液涂刮在平行流管的表面；钎焊剂悬浊液保持温度、黏度恒定，温度为25℃，室温下黏度为30mPa·s；述涂布辊转动线速度与平行流管的车速一致，刮刀辊转速为二分之一平行流管车速；

（5）烘干：将涂布后的平行流管分别经过第一级热风烘干机和第二级热风烘干机，依次进行第一级烘干和第二级烘干；所述第一烘干的温度和风速分别为第二级烘干温度和风速的80%，第一级烘干的温度为250℃，第一级烘干的风速为5000m³/min；

（6）冷却：将烘干后的平行流管经风冷机进行冷却，冷却时的风速为20000m³/min，温度为室温；

（7）收卷：将冷却后的平行流管在收卷机上收卷成盘管。

实施例三：一种铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺，包括以下步骤：

（1）放卷：原材料为平行流管盘管，采用放卷机将平行流管盘管放卷成直管，放卷机的放卷速度为80m/min，此即为平行流管的车速；

（2）预热烘干：放卷后的平行流管在热风烘干机中进行预热，温度为100℃，风速为10m³/min；

（3）整形：预热烘干后的平行流管经过两只对压的刚性整形轮，刚性整形轮之间的间隙与平行流管过盈配合，将平行流管的厚度差矫正至于≤0.02mm；

（4）整形后的平行流管经过两只对压的弹性减震轮后进入涂布机进行涂布，涂布辊上布满一层均匀的钎焊剂悬浊液，平行流管由涂布辊和刮刀辊之间通过，涂布辊与刮刀辊之间的间隙与平行流管过盈配合，刮刀辊将钎焊剂悬浊液涂刮在平行流管的表面；钎焊剂悬浊液保持温度、黏度恒定，温度为24℃，室温下黏度为20mPa·s；述涂布辊转动线速度与平行流管的车速一致，刮刀辊转速为二分之一平行流管车速；

（5）烘干：将涂布后的平行流管分别经过第一级热风烘干机和第二级热风烘干机，依次进行第一级烘干和第二级烘干；所述第一烘干的温度和风速分别为第二级烘干温度和风速的60%，第一级烘干的温度为150℃，第一级烘干的风速为2000m³/min；

（6）冷却：将烘干后的平行流管经风冷机进行冷却，冷却时的风速为15000m³/min，温度为室温；

（7）收卷：将冷却后的平行流管在收卷机上收卷成盘管。

Claims (5)

1.一种铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的生产线，其特征是：包括依次设置的放卷机（1）、热风烘干机（2）、厚度整形装置（3）、减震装置（4）、涂布机（6）、第一级热风烘干机（8）、第二级热风烘干机（9）、风冷机（10）和收卷机（12）；

所述减震装置（4）包括上下两只对压的弹性减震轮，弹性减震轮分别安装在减震轮轴上，上方的减震轮轴的两端分别与可上下跳动的滑块固定，滑块的下端设置弹簧，弹簧的上端固定，弹簧的下端抵着滑块的上平面。

2.如权利要求1所述的铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的生产线，其特征是：所述厚度整形装置（3）包括上下两只对压的刚性整形轮。

3.如权利要求1所述的铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的生产线，其特征是：所述放卷机（1）和收卷机（12）均设置多台。

4.如权利要求1所述的铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的生产线，其特征是：所述涂布机（6）的进料端与恒湿恒湿室（5）连接。

5.一种铝及铝合金平行流管表面连续涂布钎焊剂的工艺，其特征是，包括以下步骤：

（1）放卷：原材料为平行流管盘管，采用放卷机将平行流管盘管放卷成直管；

（2）预热烘干：放卷后的平行流管在热风烘干机中进行预热，温度为50~200℃，风速为5~20m³/min；

（3）整形：预热烘干后的平行流管经过两只对压的刚性整形轮，刚性整形轮之间的间隙与平行流管过盈配合，将平行流管的厚度差矫正至于≤0.02mm；

（4）整形后的平行流管经过两只对压的弹性减震轮后进入涂布机进行涂布，钎焊剂悬浊液通过刮刀辊和涂布辊之间的间隙在涂布辊上布满一层均匀的钎焊剂悬浊液，平行流管由上涂布辊和下涂布辊之间通过，上涂布辊与下涂布辊之间的间隙与平行流管过盈配合，使钎焊剂悬浊液均匀涂布在平行流管的表面；钎焊剂悬浊液保持温度、黏度恒定，温度为20~25℃，室温下黏度为10~30mPa·s；

（5）烘干：将涂布后的平行流管分别经过第一级热风烘干机和第二级热风烘干机，依次进行第一级烘干和第二级烘干；所述第一烘干的温度和风速分别为第二级烘干温度和风速的50~80%，第一级烘干的温度为100~250℃，第一级烘干的风速为1000~5000m³/min；

（6）冷却：将烘干后的平行流管经风冷机进行冷却，冷却时的风速为10000~20000m³/min，温度为室温；

（7）收卷：将冷却后的平行流管在收卷机上收卷成盘管；

在涂布工艺过程中，所述平行流管的车速为20~100m/min；

在涂布工艺过程中，所述平行流管的张力为50~400N；

步骤（4）中，所述涂布辊转动线速度与平行流管的车速一致，刮刀辊转速为0至二分之一平行流管车速；

所述钎焊剂悬浊液的组份为，单位为质量百分数：粘合剂10%~20%、钎焊剂20%~40%，其余为水。