CN105711078B - 一种氟塑料换热管与管板的焊接装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氟塑料换热管与管板的焊接装置，包括焊接机箱、电控箱，所述的焊接机箱上竖直设置有由电动机驱动的送风风机，所述送风风机的下方竖直设置有用于定位氟塑料单管和管板的焊机模具，所述焊机模具与送风风机出风口之间密封连接有送风通道，所述的送风通道内设置有电控加热板，所述的电控加热板及电动机与电控箱通过导线电路连接。本发明还公开了一种氟塑料换热管与管板的焊接方法。本发明由于氟塑料单管和管板为可熔融聚合物,受热后转变为粘流态，其界面处换热管与管板板面的焊接温度达到氟塑料换热管与管板的熔点温度后，两者熔融在一起，达到焊接目的，变形小、能耗低。

Description

一种氟塑料换热管与管板的焊接装置及方法
技术领域
本发明涉及换热器的制作工艺，具体涉及一种氟塑料换热管与管板的焊接装置及方法。
技术背景
氟塑料换热管属化学惰性材料，不存在酸露点腐蚀，有优良的耐酸腐蚀性能，几乎可以在所有的介质中工作，对换热器管壁温度和烟气酸露点没有特殊要求，同时还具有优异的抗磨损性，因此用氟塑料管去制作换热器，具有广阔的原因前景。
换热过程中，为防止换热管道因换热工质流动产生抖动，提高换热器的稳定性和可靠性，对于单管通过不锈钢支撑结构固定，但是这些换热管固定方式成本高，制作工艺复杂，有时还因烟气等具有腐蚀性，换热器换热管道支撑机构的使用寿命得不到保证，为了提高换热器的可靠性及使用寿命，提出一种氟塑料换热管与管板的焊接方法及实现焊接工艺的加工装置。
通过国内专利文献检索，很少有关于氟塑料(FEP)换热管与管板之间的焊接方面的文献，只有一种氟塑料换热器的薄壁微管的焊接方法。专利申请号为CNIO2744879A，名称为“一种氟塑料换热器的薄壁微管的焊接方法”的发明专利，该专利公开了一种氟塑料换热器的薄壁微管的焊接方法，其特征在于:利用金属浴为热载体加热氟塑料薄壁微管，在金属浴内放置一焊接模具，并将列管放置在焊接模具内,使在焊接模具内的氟塑料端板热膨胀受阻,产生径向压力与插在氟塑料薄壁微管中的膨胀芯子热膨胀的压力叠加，使熔融状态下氟塑料端板与氟塑料薄壁微管组成的列管在压力作用下熔为一体,达到焊接的目的。
上述关于氟塑料换热器的薄壁微管的焊接方法提出一种金属浴焊接工艺方法，是通过氟塑料端板热膨胀受阻,产生径向压力与插在氟塑料薄壁微管中的膨胀芯子热膨胀的压力叠加，使熔融状态下氟塑料端板与氟塑料薄壁微管组成的列管在压力作用下熔为一体,达到焊接的目的，此方法在焊接过程中对于氟塑料薄壁微管内经在焊接过程中没有采取措施进行固定，有可能在焊接过程中，因高温原因，会使氟塑料薄壁微管产生变形，内径变小等工艺问题；同时因为使用的是金属浴焊接，需要大量的能量维持金属浴的状态，耗能高。
为了，为提高氟塑料换热管与管板的焊接质量，仍需要对氟塑料(FEP)换热器的薄壁微管的焊接的工艺进行进一步研究的必要。
发明内容
本发明的在于针对现有氟塑料(FEP)换热管管束问题，提出一种氟塑料换热管与管板的焊接装置及方法。
本发明通过以下技术方案达到上述目的：
一种氟塑料换热管与管板的焊接装置，包括焊接机箱、电控箱，所述的焊接机箱上竖直设置有由电动机驱动的送风风机，所述送风风机的下方竖直设置有用于定位氟塑料单管和管板的焊机模具，所述焊机模具与送风风机出风口之间密封连接有送风通道，所述的送风通道内设置有电控加热板，所述的电控加热板及电动机与电控箱通过导线电路连接。
进一步地，所述焊机模具包括焊接外套和嵌套于所述焊接外套内孔中的焊接内套、环形的板面端盖、用于插入氟塑料单管内孔中防止变形的定形棒芯，所述焊接内套的内径与管板外径相匹配，所述板面端盖固定设置在焊接外套和焊接内套上端面，其内孔与送风通道外壁密封配合。
进一步地，所述的定形棒芯采用熔点高于氟塑料单管的氟塑料换热管。
进一步地，所述的焊接外套、焊接内套及板面端盖的材料均为氟塑料。
本发明另一方面提供了一种采用所述装置的氟塑料换热管与管板的焊接方法，包括步骤：
1)将加工好的氟塑料单管和管板相连接；
2）将连接好的氟塑料单管和管板装入焊接模具中，并在氟塑料单管2的通道内插入定形棒芯，防止氟塑料单管在焊接过程变形；
3）将安装好氟塑料单管和管板的焊接模具放入焊接机箱中；
4）启动电控箱，接通电控加热板及电动机的电源；
5）焊接熔融，控制氟塑料单管和管板板面温度为270℃~290℃，加热时间1~2小时，因为氟塑料单管和管板，属于同一种材料，其熔点在260℃~266℃，因此控制氟塑料单管和管板板面温度为270℃~290℃足够实现熔融焊接；
6）出炉，冷却；
7）拆卸氟塑料单管2的通道内插入的定形棒芯；
8）冷却及检验。
进一步地，所述氟塑料单管2和管板4板面温度误差控制在1~3℃。
相比现有技术，本发明通过可控温度的加热电板产生与氟塑料换热管与管板焊接所需热量，电动风机通过鼓风通道将高温热量输送到氟塑料换热管与管板板面，由于氟塑料换热管与管板为可熔融聚合物,受热后转变为粘流态，其界面处换热管与管板板面的焊接温度达到氟塑料换热管与管板的熔点温度后，两者熔融在一起，达到焊接目的，变形小、能耗低。
附图说明
图1本发明实施例的焊接装置的结构示意图。
图2 本发明实施例的焊接模具的俯视示意图。
图3本发明实施例的焊接模具的剖视示意图。
图中所示为：1：电控箱，2：氟塑料单管，3：焊接机箱，4：管板，5：焊接内套，6：焊接外套，7：板面端盖，8：氟塑料换热管，9：电控加热板，10：送风通道，11：送风风机，12：电动机。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1所示，一种氟塑料换热管与管板的焊接装置，包括焊接机箱3、电控箱1，所述的焊接机箱3上竖直设置有由电动机12驱动的送风风机11，所述送风风机11的下方竖直设置有用于定位氟塑料单管2和管板4的焊机模具，所述焊机模具与送风风机11出风口之间密封连接有送风通道10，所述的送风通道10内设置有电控加热板9，电控加热板9产生的热量通过送风风机11及送风通道10输送到氟塑料单管2和管板4。
所述的电控加热板9及电动机12与电控箱1通过导线电路连接。
如图2和图3所示，所述焊机模具包括焊接外套6和嵌套于所述焊接外套6内孔中的焊接内套5、环形的板面端盖7、用于插入氟塑料单管2内孔中防止变形的定形棒芯，所述的定形棒芯采用熔点高于氟塑料单管2的氟塑料换热管8；所述焊接内套5的内径与管板4外径相匹配，所述板面端盖7固定设置在焊接外套6和焊接内套5上端面，其内孔与送风通道10外壁密封配合，板面端盖7的内孔就是氟塑料单管2和管板4的受热面。
所述的焊接外套6、焊接内套5及板面端盖7的材料均为氟塑料。
一种采用所述装置的氟塑料换热管与管板的焊接方法，包括步骤：
1)将加工好的氟塑料单管2和管板4相连接；
2）将连接好的氟塑料单管2和管板4装入焊接模具中，并在氟塑料单管2的通道内插入定形棒芯，所述的定形棒芯采用熔点高于氟塑料单管2的氟塑料换热管8，其直径与氟塑料单管2的内径相一致，防止氟塑料单管2在焊接过程变形；
3）将安装好氟塑料单管2和管板4的焊接模具放入焊接机箱3中；
4）启动电控箱1，接通电控加热板9及电动机12的电源；
5）焊接熔融，控制氟塑料单管2和管板4板面温度为270℃~290℃，因为管板4有一定的厚度，故加热时间1~2小时，所述氟塑料单管2和管板4板面温度误差控制在1~3℃，因为氟塑料单管2和管板4，属于同一种材料，其熔点在260℃~266℃，因此控制氟塑料单管2和管板4板面温度为270℃~290℃足够实现熔融焊接；
6）出炉，冷却；
7）拆卸氟塑料单管2的通道内插入的定形棒芯；
8）冷却及检验。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种氟塑料换热管与管板的焊接装置，包括焊接机箱(3)、电控箱(1)，其特征在于：所述的焊接机箱(3)上竖直设置有由电动机(12)驱动的送风风机(11)，所述送风风机(11)的下方竖直设置有用于定位氟塑料单管(2)和管板(4)的焊机模具，所述焊机模具与送风风机(11)出风口之间密封连接有送风通道(10)，所述的送风通道(10)内设置有电控加热板(9)，所述的电控加热板(9)及电动机(12)与电控箱(1)通过导线电路连接；
所述焊机模具包括焊接外套(6)和嵌套于所述焊接外套(6)内孔中的焊接内套(5)、环形的板面端盖(7)、用于插入氟塑料单管(2)内孔中防止变形的定形棒芯，所述焊接内套(5)的内径与管板(4)外径相匹配，所述板面端盖(7)固定设置在焊接外套(6)和焊接内套(5)上端面，其内孔与送风通道(10)外壁密封配合。
2.根据权利要求1所述的一种氟塑料换热管与管板的焊接装置，其特征在于：所述的定形棒芯采用熔点高于氟塑料单管(2)的氟塑料换热管。
3.根据权利要求1所述的一种氟塑料换热管与管板的焊接装置，其特征在于：所述的焊接外套(6)、焊接内套(5)及板面端盖(7)的材料均为氟塑料。
4.一种采用权1至权3中任一项所述装置的氟塑料换热管与管板的焊接方法，其特征在于，包括步骤：
1)将加工好的氟塑料单管(2)和管板(4)相连接；
2)将连接好的氟塑料单管(2)和管板(4)装入焊接模具中，并在氟塑料单管(2)的通道内插入定形棒芯；
3)将安装好氟塑料单管(2)和管板(4)的焊接模具放入焊接机箱(3)中；
4)启动电控箱(1)，接通电控加热板(9)及电动机(12)的电源；
5)焊接熔融，通过可控温度的电控加热板(9)产生与氟塑料单管(2)和管板(4)焊接所需热量，送风风机(11)通过送风通道(10)将高温热量输送到氟塑料单管(2)和管板(4)板面，控制氟塑料单管(2)和管板(4)板面温度为270℃~290℃，加热时间1~2小时；
6)出炉，冷却；
7)拆卸氟塑料单管(2)的通道内插入的定形棒芯；
8)冷却及检验。
5.根据权利要求4所述的焊接方法，其特征在于：所述氟塑料单管(2)和管板(4)板面温度误差控制在1~3℃。
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