CN104384380A - 一种钎焊板式换热器板片成型方法、板片及换热器 - Google Patents

一种钎焊板式换热器板片成型方法、板片及换热器 Download PDF

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Abstract

一种钎焊板式换热器板片成型方法、板片及换热器，所述板片包括位于板片中部的带有波纹的换热区（1）、围绕在换热区周边的密封面（2），板片采用不锈钢板材，钎焊板式换热器板片成型采用二次成型工艺，包括以下步骤：第一次成型，在液压机上，将待冲压的不锈钢板材通过第一模具冲压成型，钎焊板式换热器板片第一次成型时，已成型的密封面尺寸小于成品板片密封面（2）的尺寸，已成型的密封面加工精度低于成品板片密封面（2）的精度要求，而板片上的换热区结构达到最终板片成型的要求；板片二次成型，在液压机上，将第一次成型后的板片通过第二模具冲压成型，板片第二次成型时，围绕在换热区周边的密封面的尺寸和精度达到成品板片的要求。

Description

一种钎焊板式换热器板片成型方法、板片及换热器
技术领域
本发明涉及板式换热器技术领域，尤其是涉及一种钎焊板式换热器板片成型方法，钎焊板式换热器板片及使用该板片的换热器。
背景技术
板式换热器是由一系列具有波纹形状的金属片叠装而成的高效换热器。板片之间有通道，并通过板片与板片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比，具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。因此板式换热器广泛应用于冶金、石油、化工、食品、制药、船舶、纺织、造纸等行业，是加热、冷却、热回收、快速灭菌等用途的优良设备。
钎焊板式换热器通常由一系列具有一定波纹形状的金属板片叠装而成。钎焊板式换热器，采用不锈钢或其它金属作为板片，采用铜箔或其他金属作为钎料。钎焊板式换热器生产效率高、体积小、换热面积大、换热系数大，逐渐成为换热器的首先。钎焊工艺要求钎料厚度一般在0.05mm左右，对板片的成形精度要求极高，在技术上一般要求板片四周形位精度误差小于0.05mm。而板片的厚度一般在0.3~0.8mm左右。公认的现有技术中，板片都是采用极度精密的模具一次冲压成型，只有一次成型的板片才具有相同的精度。现有冲压成型技术，在生产大尺寸钎焊板式换热器板片时无法达到其精度要求，目前市场上领先企业销售的最大钎焊板式换热器板片尺寸分别为694×394mm和996×394mm，受加工精度的限制无法进一步制作板片面积更大的板片。故大型板式换热器多采用可拆式结构，板片周边的垫圈槽，采用橡胶垫圈或其它密封垫密封，密封泄漏的可能性大。而性能良好的钎焊板式换热器的应用受到制约。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种钎焊板式换热器板片成型方法，钎焊板式换热器板片及使用该板片的换热器，能够生产大尺寸钎焊板式换热器板片及换热器。
为了解决上述技术问题，根据本发明的一方面，本发明提供的钎焊板式换热器板片成型方法，所述钎焊板式换热器板片包括位于板片中部的带有波纹的换热区、围绕在换热区周边的密封面，所述板片采用不锈钢板材，所述钎焊板式换热器板片成型采用二次成型工艺，包括以下步骤：第一次成型，在液压机上，将待冲压的不锈钢板材通过第一模具冲压成型，钎焊板式换热器板片第一次成型时，已成型的密封面尺寸小于成品板片密封面的尺寸，已成型的密封面加工精度低于成品板片密封面的精度要求，而板片上的换热区结构达到最终板片成型的要求；板片二次成型，在液压机上，将第一次成型后的板片通过第二模具冲压成型，板片第二次成型时，围绕在换热区周边的密封面的尺寸和精度达到成品板片密封面的要求。
作为改进技术方案：本发明提供的钎焊板式换热器板片成型方法，在板片二次成型之前，还对第一次成型后的板片进行冲孔及完成其他加工过程。
作为优选技术方案：本发明提供的钎焊板式换热器板片成型方法，第一次成型后已成型的密封面的宽度和长度较成品板片密封面的宽度和长度小2～5mm。
为了解决上述技术问题，根据本发明的第二方面，本发明提供的钎焊板式换热器板片，包括位于板片中部的带有波纹的换热区、围绕在换热区周边的密封面，所述板片采用不锈钢板材，所述钎焊板式换热器板片经二次冲压成型制得，第一次成型，在液压机上，将待冲压的不锈钢板材通过第一模具冲压成型，钎焊板式换热器板片第一次成型时，已成型的密封面尺寸小于成品板片密封面的尺寸，已成型的密封面加工精度低于成品板片密封面的精度要求，而板片上的换热区结构达到最终板片成型的要求；板片二次成型，在液压机上，将第一次成型后的板片通过第二模具冲压成型，板片第二次成型时，围绕在换热区周边的密封面的尺寸和精度达到成品板片密封面的要求。
作为改进技术方案：本发明提供的钎焊板式换热器板片，在板片二次成型之前，还对第一次成型后的板片进行冲孔及完成其他加工过程。
作为优选技术方案：本发明提供的钎焊板式换热器板片，第一次成型后已成型的密封面的宽度和长度较成品板片的密封面的宽度和长度小2～5mm。
为了解决上述技术问题，根据本发明的第三方面，本发明提供的板式换热器，使用前述任一项所述的钎焊板式换热器板片。
作为优选技术方案：本发明提供的板式换热器，所述板式换热器使用二片以上钎焊板式换热器板片，由以下方法制得，每片板片的密封面之间夹一片铜箔、铜基钎料或镍基钎料，压紧后，在真空钎焊炉内，在真空压力低于10-6Pa条件下，加热到使所述铜箔、铜基钎料或镍基钎料融化，铜箔、铜基钎料或镍基钎料融化后将板片密封面之间的间隙填充，再逐渐冷却，冷却后，将板片焊接成一整体，所述铜箔、铜基钎料或镍基钎料的厚度为0.05～0.07mm。
在不冲突的情况下，上述改进或优选方案可单独或组合实施。
本发明中已成型的密封面加工精度低于成品板片密封面的精度要求，作为其评价的主要指标为：板片密封面的对称度；两板片密封面之间的间隙。一次成型后板片的四周密封面和进出管孔密封面的外形尺寸精度和对称度尚未达到成品板片的要求，两板片密封面之间的间隙大于成品板片之间的间隙。
本发明带来的有益效果：本发明提供的技术方案在第一次成型时将板片成形所需的主要变形量完成，第二次成型时的变形量极小，对模具的压力要求就较小，模具的反变形就小，成型精度及尺寸精度就极高，完全可以满足钎焊工艺对板片精度的要求，实现大尺寸钎焊板式换热器板片的产业化生产应用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为实施例钎焊板式换热器板片的结构示意图；
图2为实施例钎焊板式换热器板片一次成型后的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的钎焊板式换热器板片，板片中部的为带有波纹的换热区1、密封面2围绕在换热区的周边，板片采用不锈钢板材。
实施例1：制作尺寸为1400×430mm的钎焊板式换热器板片，生产过程中，钎焊板式换热器板片成型采用二次成型工艺，包括以下步骤：第一次成型，在液压机上，将待冲压的不锈钢板材通过第一模具冲压成型，钎焊板式换热器板片第一次成型时，已成型的密封面尺寸小于成品板片密封面的尺寸，如图2所示，第一次成型后已成型的密封面2的宽度和长度较成品板片的密封面的宽度和长度小2～5mm。已成型的密封面加工精度低于成品板片密封面的精度要求，而板片上的换热区1结构达到最终板片成型的要求；对第一次成型后的板片进行冲孔及完成其他加工过程；板片二次成型，在液压机上，将第一次成型后的板片通过第二模具冲压成型，板片第二次成型时，围绕在换热区周边的密封面的尺寸和精度达到成品板片的要求。在制作板式换热器时，使用若干片钎焊板式换热器板片，每片板片的密封面之间夹入厚度为0.05～0.07mm的铜箔、铜基钎料或镍基钎料，压紧后，在真空钎焊炉内，在真空压力低于10-6Pa条件下，加热到使所述铜箔融化，而不锈钢板片仍保持刚性状态，铜箔融化后将板片密封面之间的间隙填充，再逐渐冷却，冷却后，将板片焊接成一整体。
对比实施例组1：采用极度精密的模具一次冲压成型制作不同尺寸的钎焊板式换热器板片。测试产品的质量如下表。
结果表明：采用极度精密的模具一次冲压成型制作不同尺寸的钎焊板式换热器板片，当板片尺寸规格较小时，产品合格率较好，随着板片尺寸规格的增加，合格率下降，当板片尺寸规格大于996×394mm时，在产业上应用存在技术障碍。而采用本发明提供的技术方案，在板片尺寸规格达到1400×430 mm时仍有较高的产品合格率，仍有前景实现更大尺寸规格的钎焊板式换热器板片的产业化生产。
对比实施例组2：更换第一次成型时不同的模具冲压，使第一次成型后已成型的密封面2的宽度和长度较成品板片的密封面的宽度和长度差值不同。测试产品的质量如下表。
结果表明：控制第一次成型后已成型的密封面2的宽度和长度较成品板片的密封面的宽度和长度小2～5mm具有较高的产品合格率。低于该数值，可能因为二次成型时，板片的拉伸量大小，成板的精度较低，影响产品的合格率，高于该数值，可能因为二次成型时，板片的拉伸量仍较大，对模具有强度要求较高，模具的变形量较大，产品合格率下降。
本发明中，板片的合格率评价指标及标准如下：
外观：外观平整，无扭曲变形等缺点。采用目视检查方法；
板片均匀拉伸：板片成形厚度均匀，无明显变薄和穿孔，采用透光法和目视法进行，模具调试合格后，第一张板片进行破坏性检测，检查各部位厚度是一至，最大变形减薄量小于板片厚度的10%；
尺寸精度：测量板片的尺寸是否在图纸公差范围内；
配合精度：将两片板片按安装位置安装后，用塞尺进行测量，各密封面最大间隙小于等于0.05mm。
本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钎焊板式换热器板片成型方法，所述钎焊板式换热器板片包括位于板片中部的带有波纹的换热区（1）、围绕在换热区周边的密封面（2），所述板片采用不锈钢板材，其特征在于：所述钎焊板式换热器板片成型采用二次成型工艺，包括以下步骤：第一次成型，在液压机上，将待冲压的不锈钢板材通过第一模具冲压成型，钎焊板式换热器板片第一次成型时，已成型的密封面尺寸小于成品板片密封面的尺寸，已成型的密封面加工精度低于成品板片密封面（2）的精度要求，而板片上的换热区（1）结构达到最终板片成型的要求；板片二次成型，在液压机上，将第一次成型后的板片通过第二模具冲压成型，板片第二次成型时，围绕在换热区周边的密封面的尺寸和精度达到成品板片的要求。
2.根据权利要求1所述的钎焊板式换热器板片成型方法，其特征在于：在板片二次成型之前，还对第一次成型后的板片进行冲孔及完成其他加工过程。
3.根据权利要求1所述的钎焊板式换热器板片成型方法，其特征在于：第一次成型后已成型的密封面的宽度和长度较成品板片的密封面（2）的宽度和长度小2～5mm。
4.一种钎焊板式换热器板片，包括位于板片中部的带有波纹的换热区（1）、围绕在换热区周边的密封面（2），所述板片采用不锈钢板材，其特征在于：所述钎焊板式换热器板片经二次冲压成型制得，第一次成型，在液压机上，将待冲压的不锈钢板材通过第一模具冲压成型，钎焊板式换热器板片第一次成型时，已成型的密封面尺寸小于成品板片密封面（2）的尺寸，已成型的密封面加工精度低于成品板片密封面（2）的精度要求，而板片上的换热区结构达到最终板片成型的要求；板片二次成型，在液压机上，将第一次成型后的板片通过第二模具冲压成型，板片第二次成型时，围绕在换热区周边的密封面（2）的尺寸和精度达到成品板片的要求。
5.根据权利要求4所述的钎焊板式换热器板片，其特征在于：在板片二次成型之前，还对第一次成型后的板片进行冲孔及完成其他加工过程。
6.根据权利要求4所述的钎焊板式换热器板片，其特征在于：第一次成型后已成型的密封面的宽度和长度较成品板片的密封面（2）的宽度和长度小2～5mm。
7.一种板式换热器，其特征在于：使用权利要求4～6任一项所述的钎焊板式换热器板片。
8.根据权利要求7所述的板式换热器，其特征在于：所述板式换热器使用二片以上钎焊板式换热器板片，由以下方法制得，每片板片的密封面之间夹一片铜箔、铜基钎料或镍基钎料，压紧后，在真空钎焊炉内，在真空压力低于10-6Pa条件下，加热到使所述铜箔、铜基钎料或镍基钎料融化，铜箔、铜基钎料或镍基钎料融化后将板片密封面之间的间隙填充，再逐渐冷却，冷却后，将板片焊接成一整体，所述铜箔、铜基钎料或镍基钎料的厚度为0.05～0.07mm。
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