CN108515250B - 一种板式换热器镍钎焊生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板式换热器镍钎焊生产线及其工艺，板式换热器镍钎焊生产线依次由滚涂机、一号隧道烘箱、点涂机、二号隧道烘箱、钎焊炉组成且设备之间通过传输带连接；板式换热器镍钎焊工艺包括：滚涂、一次烘干、一次冷却、点涂、装配、二次烘干、二次冷却、钎焊、质检。本发明具有焊接强度好、效率高、成品率高等优点。

Description

一种板式换热器镍钎焊生产工艺
技术领域
本发明涉及一种板式换热器的生产工艺，尤其涉及一种板式换热器镍钎焊生产工艺。
背景技术
板式换热器是液—液、液—汽进行热交换较为理想的设备，其具有热交换效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、使用寿命长等一系列优点，因而被广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等部门。并且，其可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况。板式换热器主要有可拆卸式和焊接式两大类，相比而言，焊接式换热器具有承温、承压能力强，抗腐蚀能力好等优点，因而焊接式换热器使用范围更广泛。
焊接式换热器又可分为半焊接式换热器、全焊接式换热器、板客式换热器、钎焊板式换热器。由于钎焊具有加热温度较低、接头光滑平整、组织和机械性能变化小、工件尺寸精确等优点，钎焊板式换热器在制冷行业可用作冷凝器和蒸发器，在化工行业可作为酒精发酵等的冷却器，钎焊式换热器的工作温度范围为-160℃～+225℃,工作压力范围为0.05MPa～4.5MPa。
钎焊板式换热器的常规钎料为镍箔，其需经裁剪、预装配、预压等工序才能进真空炉钎焊，工序比较繁杂，自动化程度较低，且成品率不高。为解决上述问题，选用膏状钎料(如镍基钎焊膏)并辅以相应的自动生产线能有效缩减生产过程中的繁杂工序，提高生产效率与成品率。然而，目前的镍钎焊生产线还存在着换热片易在传输带上打滑、换热片孔圈位置及密封斜边焊接强度不高、橡胶滚轮镍膏残余等问题。
综上所述，有必要提出一种能解决上述问题板式换热器镍钎焊生产线及其生产工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对普通板式换热器镍钎焊生产线存在的换热片易在传输带上打滑、换热片孔圈及密封斜边焊接强度低、橡胶滚轮镍膏残余等缺点提出一种新型板式换热器钎焊生产工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种板式换热器镍钎焊生产工艺，钎焊生产线依次由滚涂机、一号隧道烘箱、点涂机、二号隧道烘箱、钎焊炉组成且设备之间通过传输带连接。
上述滚涂机由橡胶滚轮、不锈钢滚轮、不锈钢滚轮手摇导杆、不锈钢滚轮滑轨、不锈钢滚轮滑块、镍膏挡板、橡胶滚轮电机、橡胶滚轮底座、传输带组成，其功能为在板式换热器换热片表面滚涂一层镍膏；橡胶滚轮芯轴通过轴承装配于固定的橡胶滚轮底座上，且橡胶滚轮芯轴与橡胶滚轮电机输出轴采用齿轮变速传动；不锈钢滚轮芯轴通过轴承装配于橡胶滚轮底座上，橡胶滚轮底座采用螺栓连接方式装配于不锈钢滚轮滑块上，通过不锈钢滚轮手摇导杆可使不锈钢滚轮在不锈钢滚轮滑轨上滑动，由此可调节不锈钢滚轮与橡胶滚轮之间的间隙；镍膏装载于不锈钢滚轮与橡胶滚轮间隙中；镍膏挡板通过螺栓连接于橡胶滚轮底座上,其步骤如下：
(1)滚涂：调整滚涂机中橡胶滚轮与换热片上表面尺寸至1～1.5mm，调整橡胶滚轮与不锈钢滚轮间隙尺寸至2～2.5mm，传输带的传送速度与橡胶滚轮的线速度数值相同、方向相反，且速度大小范围为0.2～0.25m/s；
(2)一次烘干：将经滚涂后的换热片传输至一号隧道烘箱，一号隧道烘箱各节温度分别设置为200℃、210℃、220℃、210℃、200℃，隧道烘箱中传输带的传送速度设置为0.3m/s；
(3)一次冷却：将烘干后的换热片冷却至常温；
(4)点涂：在点涂机上将换热片未附着镍膏的封闭角孔外圈和密封斜边中线位置点涂一圈镍膏，点涂镍膏圆圈与封闭角孔半径差设置为3～5mm，点涂机点涂工进速度设置为0.3～0.4m/s，点涂机镍膏针头孔径为0.5～0.6mm，点涂机镍膏针筒压力设置为5bar；
(5)装配：按要求将点涂好的换热片进行装配；
(6)二次烘干：将装配好的换热片传输至二号隧道烘箱，二号隧道烘箱各节温度分别设置为210℃和200℃，烘干时间为0.5h；
(7)二次冷却：将装配好的换热片二次烘干后冷却至常温；
(8)钎焊：将上述装配好的换热片放入钎焊炉，炉温设置为1100～1150℃，钎焊时间为8～10小时；
(9)质检：按国家标准或行业标准或企业标准对上述板式换热器进行质量检查。质检环节穿插在每一个制造工序中。
优选的，上述传输带由低弹性模量橡胶、中弹性模量橡胶、高弹性模量橡胶、纤维层组成，层间采用硫化工艺粘接；
优选的，上述传输带低、中、高弹性模量橡胶的弹性模量取值范围分别为2～10MPa、10～30MPa、30～100MPa；
优选的，上述传输带低、中、高弹性模量橡胶和纤维层厚度占整体厚度百分比范围分别为8％～12％、18％～22％、28％～32％、38％～42％；
优选的，上述不锈钢滚轮圆周边缘设置有储镍膏槽，通过手动旋转不锈钢滚轮，可将橡胶滚轮上残余的镍膏收集到储镍膏槽；
优选的，上述不锈钢滚轮储镍膏槽高度尺寸范围为10～20mm。
优选的，正常作业时，不锈钢滚轮与橡胶滚轮的间隙尺寸范围为2～2.5mm，橡胶滚轮与换热片上表面尺寸范围为1～1.5mm；
优选的，停止作业时，不锈钢滚轮与橡胶滚轮之间的间隙尺寸范围为0.1～0.2mm。
上述一号隧道烘箱，由5节长度为1m的烘箱组成，其功能为烘干滚涂于换热片表面的镍膏。
优选的，一号隧道烘箱各节烘箱的温度依次设置为200℃、210℃、220℃、210℃、200℃；
优选的，一号隧道烘箱中传输带的传输速度为0.3m/s。
上述点胶机的点涂区域为换热片封闭角孔外圈及换热片密封斜边中线。
优选的，点涂封闭角孔外圈与封闭角孔半径差范围为3～5mm；
优选的，点涂机点涂工进速度范围为0.3～0.4m/s；
优选的，点涂机镍膏针头孔径范围为0.5～0.6mm；
优选的，点涂机镍膏针筒压力为5bar。
上述二号隧道烘箱有2节长度相同的烘箱，总长度为2米，其功能为烘干装配好的换热片。
优选的，二号隧道烘箱中各烘箱的温度分别设置为210℃和200℃；
优选的，换热片在二号隧道烘箱的烘干时间为0.5h。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明中的滚涂机传输带采用低、中、高弹性模量橡胶和纤维层组成，其具有梯度弹性特性，因而换热片在传输带上不易打滑，因而能大大提高滚涂工序的精度与效率。
2.本发明中的不锈钢滚轮设置有储镍膏槽，当停止作业时，通过减小不锈钢轮与橡胶滚轮的间隙，并手动旋转不锈钢滚轮手摇导杆能大大减少橡胶滚轮镍膏残余量。
3.本发明中的点涂机，其能大大提高镍膏在换热片表面的附着面积，提高钎焊强度。
4.本发明中一号隧道烘箱采用5节烘箱组成，且设置一定的温度梯度，其更有利于换热片表面镍膏烘干，提高成品率。
5.本发明中二号隧道烘箱采用2节烘箱组成，且设置一定的温度梯度，更有利于去除装配好的换热片中的水分，提高成品率。
6.本发明中板式换热器镍钎焊工艺能使产品的设计压力由1MPa提升至3MPa，适用范围更广。
7.本发明中板式换热器镍钎焊工艺能使产品的成品率由60％提升至98％，大大缩减生产成本。
附图说明
图1是本发明的生产线示意图，其中1为滚涂机、2为一号隧道烘箱、3为点涂机、4为二号隧道烘箱、5为钎焊炉。
图2是本发明的滚涂机结构示意图，其中1.1为橡胶滚轮、1.2为不锈钢滚轮、1.3为不锈钢滚轮手摇导杆、1.4为不锈钢滚轮滑轨、1.5为不锈钢滚轮滑块、1.6为镍膏挡板、1.7为橡胶滚轮电机、1.8为橡胶滚轮底座、1.9为传输带。
图3是本发明中镍膏挡块示意图。
图4是本发明中滚轮工作原理示意图，其中1.10为镍膏。
图5是本发明中传输带结构示意图，其中1.9.1为低弹性模量橡胶、1.9.2为中弹性模量橡胶、1.9.3为高弹性模量橡胶、1.9.4为纤维层。
图6是本发明中不锈钢滚轮结构示意图。
图7是本发明中换热片点涂位置示意图。
具体实施例
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明提出的一种板式换热器镍钎焊生产线，所采取的具体技术方案为：所述板式换热器镍钎焊生产线依次由滚涂机1、一号隧道烘箱2、点涂机3、二号隧道烘箱4和钎焊炉5组成且设备之间通过传输带连接，如图1所示。
上述滚涂机由橡胶滚轮1.1、不锈钢滚轮1.2、不锈钢滚轮手摇导杆1.3、不锈钢滚轮滑轨1.4、不锈钢滚轮滑块1.5、镍膏挡板1.6、橡胶滚轮电机1.7、橡胶滚轮底座1.8和传输带1.9组成，如图2所示，其功能为在板式换热器换热片表面滚涂一层镍膏。橡胶滚轮1.1芯轴通过轴承装配于固定的橡胶滚轮底座1.8上，且橡胶滚轮1.1芯轴与橡胶滚轮电机1.7输出轴采用齿轮变速传动；不锈钢滚轮1.2芯轴通过轴承装配于不锈钢滚轮滑块1.5上，不锈钢滚轮滑块1.5与不锈钢滚轮滑轨1.4滑动配合，通过不锈钢滚轮手摇导杆1.3可使不锈钢滚轮1.2在不锈钢滚轮滑轨1.4上滑动，由此可调节不锈钢滚轮与橡胶滚轮之间的间隙；镍膏1.10装载于不锈钢滚轮1.2与橡胶滚轮1.1间隙中，如图3所示；镍膏挡板1.6通过螺栓连接于橡胶滚轮底座上，其能有效阻挡不锈钢滚轮1.2与橡胶滚轮1.1端部镍膏1.10的流失。正常作业时，不锈钢滚轮1.2与橡胶滚轮1.1之间的间隙尺寸a的范围为2～2.5mm，橡胶滚轮1.1与换热片上表面尺寸b的范围为1～1.5mm，如图4所示；传输带1.9的传送速度与橡胶滚轮1.1的线速度数值相同、方向相反，且速度大小范围为0.2～0.25m/s；停止作业时，不锈钢滚轮1.2与橡胶滚轮1.1之间的间隙尺寸a的范围为0.1～0.2mm。上述传输带1.9由低弹性模量橡胶1.9.1、中弹性模量橡胶1.9.2、高弹性模量橡胶1.9.3和纤维层1.9.4组成，层间采用硫化工艺粘接，其能有效防止换热片在传输带上打滑；上述传输带低、中、高弹性模量橡胶的弹性模量取值范围分别为2～10MPa、10～30MPa、30～100MPa；上述传输带低、中、高弹性模量橡胶和纤维层厚度占整体厚度百分比范围为8％～12％、18％～22％、28％～32％、38％～42％。上述不锈钢滚轮1.2圆周边缘设置有储镍膏槽，如图6所示，当停止作业时，通过手动旋转不锈钢滚轮1.2，将橡胶滚轮1.1上残余的镍膏收集到储镍膏槽；储镍膏槽高度尺寸c的范围为10～20mm。
上述一号隧道烘箱有5节长度相等的烘箱组成，总长度为5米。一号隧道烘箱中各节烘箱温度分别设置为200℃、210℃、220℃、210℃、200℃；隧道烘箱中传输带的传送速度为0.3m/s。
上述点涂机中镍膏喷头可随着导轨与气缸在空间任意范围内移动，其能使换热片镍膏覆盖率进一步提升，提高成品率。换热片通常有进液角孔S1、出液角孔S2、一号封闭角孔S3、二号封闭角孔S4，如图7所示，进、出液角孔S1、S2经滚涂工序能均匀附着一层镍膏，而一、二号封闭角孔经滚涂工艺难以附着镍膏，因需经点胶机在封闭角孔外圈点涂一圈镍膏，点涂镍膏圆圈与封闭角孔的半径差尺寸范围为3～5mm，如图7所示。换热片的密封斜边经滚涂工序难以附着镍膏，因亦需经点胶机在密封斜边的中线位置点涂一圈镍膏，如图7所示。点涂机点涂工进速度范围为0.3～0.4m/s；点涂机镍膏针头孔径尺寸d范围为0.5～0.6mm；点涂机镍膏针筒压力为5bar。
上述二号隧道烘箱有2节长度相同的烘箱，总长度为2米，其作用是充分排出换热片中镍膏中的水分，提高成品率。二号隧道烘箱中各烘箱的温度分别设置为210℃和200℃，烘干时间为0.5h。
本发明还提出上述板式换热器镍钎焊工艺，其包括以下具体步骤：
(1)滚涂：调整滚涂机中橡胶滚轮与换热片上表面尺寸至1～1.5mm，调整橡胶滚轮与不锈钢滚轮间隙尺寸至2～2.5mm，橡胶滚轮的线速度与传输带的线速度均设置为0.2～0.25m/s；
(2)一次烘干：将经滚涂后的换热片传输至一号隧道烘箱，一号隧道烘箱各节温度分别设置为200℃、210℃、220℃、210℃、200℃，隧道烘箱中传输带的传送速度设置为0.3m/s；
(3)一次冷却：将烘干后的换热片冷却至常温；
(4)点涂：在点涂机上将换热片未附着镍膏的封闭角孔外圈和密封斜边中线位置点涂一圈镍膏，点涂镍膏圆圈与封闭角孔半径差设置为3～5mm，点涂机点涂工进速度设置为0.3～0.4m/s，点涂机镍膏针头孔径为0.5～0.6mm，点涂机镍膏针筒压力设置为5bar；
(5)装配：按要求将点涂好的换热片进行装配；
(6)二次烘干：将装配好的换热片传输至二号隧道烘箱，二号隧道烘箱各节温度分别设置为210℃和200℃，烘干时间为0.5h；
(7)二次冷却：将装配好的换热片二次烘干后冷却至常温；
(8)钎焊：将上述装配好的换热片放入钎焊炉，炉温设置为1100～1150℃，钎焊时间为8～10小时；
(9)质检：按国家标准或行业标准或企业标准对上述板式换热器进行质量检查。质检环节穿插在每一个制造工序中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种板式换热器镍钎焊生产工艺，其特征在于：包括板式换热器镍钎焊生产线，依次由滚涂机、一号隧道烘箱、点涂机、二号隧道烘箱、钎焊炉组成且各设备之间通过传输带连接；上述滚涂机由橡胶滚轮、不锈钢滚轮、不锈钢滚轮手摇导杆、不锈钢滚轮滑轨、不锈钢滚轮滑块、镍膏挡板、橡胶滚轮电机、橡胶滚轮底座、传输带组成，滚涂机的功能为在板式换热器换热片表面滚涂一层镍膏；橡胶滚轮芯轴通过轴承装配于固定的橡胶滚轮底座上，且橡胶滚轮芯轴与橡胶滚轮电机输出轴采用齿轮变速传动；不锈钢滚轮芯轴通过轴承装配于不锈钢滚轮滑块上，不锈钢滚轮滑块与不锈钢滚轮滑轨滑动配合，通过不锈钢滚轮手摇导杆可使不锈钢滚轮在不锈钢滚轮滑轨上滑动，由此可调节不锈钢滚轮与橡胶滚轮之间的间隙；镍膏装载于不锈钢滚轮与橡胶滚轮间隙中；镍膏挡板通过螺栓连接于橡胶滚轮底座上；上述传输带由低弹性模量橡胶、中弹性模量橡胶、高弹性模量橡胶、纤维层组成，层间采用硫化工艺粘接；所述生产工艺包括：
(1)滚涂：调整滚涂机中橡胶滚轮与换热片上表面尺寸至1～1.5mm，调整橡胶滚轮与不锈钢滚轮间隙尺寸至2～2.5mm，传输带的传送速度与橡胶滚轮的线速度数值相同、方向相反，且速度大小范围为0.2～0.25m/s；
(2)一次烘干：将经滚涂后的换热片传输至一号隧道烘箱，一号隧道烘箱各节温度分别设置为200℃、210℃、220℃、210℃、200℃，隧道烘箱中传输带的传送速度设置为0.3m/s；
(3)一次冷却：将烘干后的换热片冷却至常温；
(4)点涂：在点涂机上将换热片未附着镍膏的封闭角孔外圈和密封斜边中线位置点涂一圈镍膏，点涂镍膏圆圈与封闭角孔半径差设置为3～5mm，点涂机点涂工进速度设置为0.3～0.4m/s，点涂机镍膏针头孔径为0.5～0.6mm，点涂机镍膏针筒压力设置为5bar；
(5)装配：按要求将点涂好的换热片进行装配；
(6)二次烘干：将装配好的换热片传输至二号隧道烘箱，二号隧道烘箱各节温度分别设置为210℃和200℃，烘干时间为0.5h；
(7)二次冷却：将装配好的换热片二次烘干后冷却至常温；
(8)钎焊：将上述装配好的换热片放入钎焊炉，炉温设置为1100～1150℃，钎焊时间为8～10小时；
(9)质检：按国家标准或行业标准或企业标准对上述板式换热器进行质量检查，质检环节穿插在每一个制造工序中。
2.根据权利要求1所述的一种板式换热器镍钎焊生产工艺，其特征在于：上述传输带低、中、高弹性模量橡胶的弹性模量取值范围分别为2～10MPa、10～30MPa、30～100MPa；上述传输带低、中、高弹性模量橡胶和纤维层厚度占整体厚度百分比范围分别为8％～12％、18％～22％、28％～32％、38％～42％。
3.根据权利要求1所述的一种板式换热器镍钎焊生产工艺，其特征在于：上述不锈钢滚轮圆周边缘设置有储镍膏槽，通过手动旋转不锈钢滚轮，可将橡胶滚轮上残余的镍膏收集到储镍膏槽；储镍膏槽高度尺寸范围为10～20mm。
4.根据权利要求1所述的一种板式换热器镍钎焊生产工艺，其特征在于：正常作业时，不锈钢滚轮与橡胶滚轮的间隙尺寸范围为2～2.5mm，橡胶滚轮与换热片上表面尺寸范围为1～1.5mm；停止作业时，不锈钢滚轮与橡胶滚轮之间的间隙尺寸范围为0.1～0.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种板式换热器镍钎焊生产工艺，其特征在于：一号隧道烘箱由5节长度为1m的烘箱组成，且各节烘箱的温度依次设置为200℃、210℃、220℃、210℃、200℃；一号隧道烘箱中的传输速度为0.3m/s。
6.根据权利要求1所述的一种板式换热器镍钎焊生产工艺，其特征在于：所述二号隧道烘箱有2节长度相同的烘箱，总长度为2米；二号隧道烘箱中各烘箱的温度分别设置为210℃和200℃，烘干时间为0.5h。
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Denomination of invention: A nickel brazing process for plate heat exchanger

Effective date of registration: 20221110

Granted publication date: 20200522

Pledgee: Jiangyin branch of Bank of China Ltd.

Pledgor: JIANGSU BAODE HEAT-EXCHANGER EQUIPMENT Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980021438