CN108515323B - 一种胀接式焊接拉伸接管及其实现工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胀接式焊接拉伸接管,及其两种拉伸成型工艺。采用不锈钢板材拉伸成型工艺包括备料、连续拉伸模拉伸板材、铣接管两端、旋压模成型、翻边模翻边接管底端、铣接管底端、挤压模挤压出限位槽、清洗胀接处、胀接、质检工序。采用不锈钢管材拉伸成型工艺包括备料、铣接管底端、旋压模成型、翻边模翻边接管底端、铣接管底端、挤压模挤压出限位槽、清洗胀接处、胀接、质检工序。本发明具有简化接管的加工工艺,极大地降低了原材料和机加工的成本等优点。
Description
技术领域
本发明是由新工艺加工的接管,尤其涉及与铜管焊接的不锈钢接头,应用于钎焊板式换热器上,主要特点是简化了接管的加工工艺,极大地降低了原材料和机加工的成本。
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。
钎焊式换热器上有进水口和出水口,常采用焊接或胀接的方式将其分别与外接接管相连接。现有钎焊板式换热器上用的接管大都是由管材或者实心圆钢在数控车床上进行加工的,对于大口径的焊接管,采用上述传统的加工方法不仅会浪费大量的材料,其加工成本也是特别的高。因此,亟需提出一种在保证接管强度等正常使用要求下,较为简化的接管加工工艺,从而降低原材料和机加工的成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对传统的钎焊板式换热器上用的接管采用管材或者实心圆钢在数控车床上进行加工的方法对于大口径的焊接管加工时会浪费大量的材料,其加工成本也是特别的高,加工工艺较繁琐等缺点提出两种较为简化且极大地降低加工成本的接管拉伸成型工艺。
本发明解决上述问题所设计的接管材质为不锈钢,接管有顶端和底端区分。接管底端加工有环形凸台结构,且凸台的外径和深度尺寸与钎焊板式换热器进、出水管口处沉孔的尺寸相等,两者采用胀接方式连接。
优选的,上述接管接管顶端外圆直径尺寸范围为42~72mm,内孔直径尺寸范围为40~70mm;
优选的,上述接管底端为环形凸台,其外圆直径尺寸范围为35~65mm,内孔直径尺寸范围为32~62mm,凸台厚度尺寸范围为1~4mm;
优选的,上述接管长度尺寸范围为30~60mm。
上述接管内加工有环形限位凹槽,目的是当将与上述接管尺寸相配合的外接水管伸入上述接管内孔时,外接水管能在上述接管内限位槽处卡住并定位,然后再通过焊接工艺将两者连接。
优选的,在距接管顶端距离15~30mm位置处加工有内孔径为较接管内径短1~3mm,槽宽为1~3mm的环形限位槽。
本发明还提出上述接管的两种制造工艺,其包括以下具体步骤:
(一)板材加工工艺过程
备料:准备3mm厚度的不锈钢板材;
连续拉伸模拉伸板材:采用拉伸模将不锈钢板材如图3(a)、(b)、(c)所示经过连续拉伸至内孔尺寸为a=54mm,接管顶端外圆直径为b=56mm;
铣接管两端:将上述经过连续拉伸后得到的管材进行如图3(d)所示的铣加工接管两端,得到长度为L=75mm,内孔直径为a=54mm的环形通孔接管;
旋压模成型:将上述铣加工后的接管经过如图3(e)所示的旋压模旋压成型至接管长度为c=46mm;
翻边模翻边接管底端:采用翻边模将上述旋压成型后的管材底端进行翻边成型至接管底端凸台内孔直径为h=49mm,外圆直径为i=51mm,得到如图3(f)所示的接管;
铣接管底端:对上述加工后的管材底端进行如图3(f)所示的铣端面,铣至接管底端凸台厚度为f=2mm;
挤压模挤压出限位槽:采用挤压模在距接管顶端d=23mm处,如图3(g)所示挤压成型出槽宽为e=1mm,内孔直径为g=52mm的环形限位槽;
清洗胀接处:采用有机溶剂清洗接管底端和钎焊板式换热器接口管板孔胀接处,去除油脂、氧化物、灰尘等;
胀接:如图5所示:将接管A底端环形凸台伸入钎焊板式换热器B接口管板孔内,用胀管器挤压伸入管板孔中的接管端部,使管端发生塑性变形,管板孔同时发生弹性变形,当取出胀管器后,管板孔弹性收缩,管板与管子间就产生一定的挤紧压力,紧密地贴在一起,达到密封紧固连接的目的。
质检:按国家标准或行业标准或企业标准对上述接管进行质量检查。质检环节穿插在每一个制造工序中。
(二)管材加工工艺过程
备料:准备内径为54mm,厚度为1mm,长度为80mm的环形通孔不锈钢管材;
铣接管底端:如图4(a)、(b)所示对管材底端进行铣加工至接管长度为L=75mm;
旋压模成型:将上述铣加工后的接管经过如图4(c)所示的旋压模旋压成型至接管长度为c=46mm;
翻边模翻边接管底端:采用翻边模将上述旋压成型后的管材底端进行翻边成型至接管底端凸台内孔直径为h=49mm,外圆直径为i=51mm,得到如图4(d)所示的接管;
铣接管底端:对上述加工后的管材底端进行如图4(d)所示的铣端面,铣至接管底端凸台厚度为f=2mm;
挤压模挤压出限位槽:采用挤压模在距接管顶端d=23mm处,如图4(e)所示挤压成型出槽宽为e=1mm,内孔直径为g=52mm的环形限位槽;
清洗胀接处:采用有机溶剂清洗接管底端和钎焊板式换热器接口管板孔胀接处,去除油脂、氧化物、灰尘等;
胀接:如图5所示:将接管A底端环形凸台伸入钎焊板式换热器B接口管板孔内,用胀管器挤压伸入管板孔中的接管端部,使管端发生塑性变形,管板孔同时发生弹性变形,当取出胀管器后,管板孔弹性收缩,管板与管子间就产生一定的挤紧压力,紧密地贴在一起,达到密封紧固连接的目的。
质检:按国家标准或行业标准或企业标准对上述接管进行质量检查。质检环节穿插在每一个制造工序中。
针对采取本发明工艺所制造出的上述拉伸接管,进行了振动测试试验。如图6所示为振动测试试验示意图,A为钎焊式换热器,B为上述接管,C为外接水管,D为振动试验台,E为水管夹具。试验前将接管顶端与外接水管焊接连接再将接管底端与钎焊板式换热器接口管板孔进行胀接,并充20kg压缩空气进行保压。然后将换热器底座通过螺栓连接固定到振动试验台上,同时将外接水管固定在夹具上。测试条件:振动频率为30HZ,加速度为10G,振幅为5mm。测试结果显示振动持续500小时后,接管无泄漏,振动测试后表明强度以及疲劳振动完全满足使用要求。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1.本发明中胀接式焊接拉伸接管结构相比于传统的接管结构大大简化,因而材料成本大大降低。
2.本发明中胀接式焊接拉伸接管设置有环形限位凹槽,其有利于管件焊接定位,大大提高焊接精度。
3.本发明中胀接式焊接拉伸管可通过板材拉伸工艺实现,工序较为简单,批量生产成本低。
4.本发明中胀接式焊接拉伸管亦可通过管材翻边、旋压工艺实现,工序步骤少,批量生产效率高。
5.本发明中胀接式焊接拉伸管在振动频率为30HZ,加速度为10G,振幅为5mm的条件下持续500h无泄漏,因而产品强度抗、疲劳振动性能高。
6.本发明中胀接式焊接拉伸管与钎焊板式换热器接口管板孔通过胀接方式连接,该工艺操作简单、造价低,又由于胀接强度小,便与检修。
附图说明
图1是本发明的结构示意图,其中A为钎焊板式换热器、B为拉伸接管。
图2是本发明中拉伸接管的半剖视图。
图3是本发明中以板材加工成接管时的工艺过程示意图。
图4是本发明中以管材加工成接管时的工艺过程示意图。
图5是本发明中拉伸接管与钎焊板式换热器接口进行胀接时的装配示意图。
图6是本发明中接管振动测试试验示意图。
具体实施例
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明提出一种胀接式焊接拉伸接管及其加工工艺,所采取的具体技术方案为:
其从左至右分别为钎焊板式换热器A和接管B,如图1所示。所述接管为采用拉伸成型工艺制造成的不锈钢管。接管有顶端底端区分,尺寸如图2所示:接管顶端内孔直径为a=54mm,外圆直径为b=56mm;接管底端为环形凸台,其外圆直径为i=51mm,内孔直径为h=49mm,底端凸台厚度为f=2mm,在钎焊板式换热器进、出水管口处加工有与所连接接管的底端凸台相应尺寸的沉孔,沉孔直径为51mm,沉孔深度为2mm;接管长度为c=46mm;在距接管顶端距离为d=23mm位置处通过挤压模挤压加工出内孔直径为g=52mm,槽宽为e=1mm的限位槽。内孔加工限位槽的目的是当将与上述接管尺寸相配合的外接水管伸入上述接管内孔时,外接水管能在上述接管内限位槽处卡住并定位,然后再通过焊接工艺将两者连接。
上述接管与钎焊板式换热器采用胀接方式连接,装配时如图5所示:将接管A底端环形凸台伸入钎焊板式换热器B接口管板孔内,用胀管器挤压伸入管板孔中的接管端部,使管端发生塑性变形,管板孔同时发生弹性变形,当取出胀管器后,管板孔弹性收缩,管板与管子间就产生一定的挤紧压力,紧密地贴在一起,达到密封紧固连接的目的。
本发明还提出上述接管的两种制造工艺,其包括以下具体步骤:
(一)板材加工工艺过程
备料:准备3mm厚度的不锈钢板材;
连续拉伸模拉伸板材:采用拉伸模将不锈钢板材如图3(a)、(b)、(c)所示经过连续拉伸至内孔尺寸为a=54mm,接管顶端外圆直径为b=56mm;
铣接管两端:将上述经过连续拉伸后得到的管材进行如图3(d)所示的铣加工接管两端,得到长度为L=75mm,内孔直径为a=54mm的环形通孔接管;
旋压模成型:将上述铣加工后的接管经过如图3(e)所示的旋压模旋压成型至接管长度为c=46mm;
翻边模翻边接管底端:采用翻边模将上述旋压成型后的管材底端进行翻边成型至接管底端凸台内孔直径为h=49mm,外圆直径为i=51mm,得到如图3(f)所示的接管;
铣接管底端:对上述加工后的管材底端进行如图3(f)所示的铣端面,铣至接管底端凸台厚度为f=2mm;
挤压模挤压出限位槽:采用挤压模在距接管顶端d=23mm处,如图3(g)所示挤压成型出槽宽为e=1mm,内孔直径为g=52mm的环形限位槽;
清洗胀接处:采用有机溶剂清洗接管底端和钎焊板式换热器接口管板孔胀接处,去除油脂、氧化物、灰尘等;
胀接:如图5所示:将接管A底端环形凸台伸入钎焊板式换热器B接口管板孔内,用胀管器挤压伸入管板孔中的接管端部,使管端发生塑性变形,管板孔同时发生弹性变形,当取出胀管器后,管板孔弹性收缩,管板与管子间就产生一定的挤紧压力,紧密地贴在一起,达到密封紧固连接的目的。
质检:按国家标准或行业标准或企业标准对上述接管进行质量检查。质检环节穿插在每一个制造工序中。
(二)管材加工工艺过程
备料:准备内径为54mm,厚度为1mm,长度为80mm的环形通孔不锈钢管材;
铣接管底端:如图4(a)、(b)所示对管材底端进行铣加工至接管长度为L=75mm;
旋压模成型:将上述铣加工后的接管经过如图4(c)所示的旋压模旋压成型至接管长度为c=46mm;
翻边模翻边接管底端:采用翻边模将上述旋压成型后的管材底端进行翻边成型至接管底端凸台内孔直径为h=49mm,外圆直径为i=51mm,得到如图4(d)所示的接管;
铣接管底端:对上述加工后的管材底端进行如图4(d)所示的铣端面,铣至接管底端凸台厚度为f=2mm;
挤压模挤压出限位槽:采用挤压模在距接管顶端d=23mm处,如图4(e)所示挤压成型出槽宽为e=1mm,内孔直径为g=52mm的环形限位槽;
清洗胀接处:采用有机溶剂清洗接管底端和钎焊板式换热器接口管板孔胀接处,去除油脂、氧化物、灰尘等;
胀接:如图5所示:将接管A底端环形凸台伸入钎焊板式换热器B接口管板孔内,用胀管器挤压伸入管板孔中的接管端部,使管端发生塑性变形,管板孔同时发生弹性变形,当取出胀管器后,管板孔弹性收缩,管板与管子间就产生一定的挤紧压力,紧密地贴在一起,达到密封紧固连接的目的。
质检:按国家标准或行业标准或企业标准对上述接管进行质量检查。质检环节穿插在每一个制造工序中。
针对采取本发明工艺所制造出的上述拉伸接管,进行了振动测试试验。如图6所示为振动测试试验示意图,A为钎焊式换热器,B为上述接管,C为外接水管,D为振动试验台,E为水管夹具。试验前将接管顶端与外接水管焊接连接再将接管底端与钎焊板式换热器接口管板孔进行胀接,并充20kg压缩空气进行保压。然后将换热器底座通过螺栓连接固定到振动试验台上,同时将外接水管固定在夹具上。测试条件:振动频率为30HZ,加速度为10G,振幅为5mm。测试结果显示振动持续500小时后,接管无泄漏,振动测试后表明强度以及疲劳振动完全满足使用要求。
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 (4)
1.一种胀接式焊接拉伸接管的制造方法,所述接管采用不锈钢管材拉伸成型工艺;上述接管内有通过挤压模挤压加工成型的环形限位槽;上述接管与钎焊板式换热器采用胀接方式连接,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
(1)备料:准备相应尺寸的不锈钢管材;
(2)铣接管底端:对管材底端进行铣加工至接管长度为比目标接管长度与管内孔半径之和短1~3mm,得到环形通孔接管;
(3)旋压模成型:将上述环形通孔接管经过旋压模旋压成型至接管长度尺寸为30~60mm;
(4)翻边模翻边接管底端:采用翻边模将上述旋压成型后的管材底端进行翻边成型至接管底端凸台内孔直径尺寸为32~62mm,外圆直径尺寸为35~65mm;
(5)铣接管底端:对上述加工后的管材底端进行铣端面,铣至接管底端凸台厚度尺寸为1~4mm;
(6)挤压模挤压出限位槽:采用挤压模在距接管顶端尺寸为15~30mm处,挤压成型出槽宽尺寸为1~3mm,内孔直径尺寸为较接管内径短1~3mm的环形限位槽;
(7)清洗胀接处:采用有机溶剂清洗接管底端和钎焊板式换热器接口管板孔胀接处,去除油脂、氧化物、灰尘;
(8)胀接:将上述接管底端环形凸台伸入钎焊板式换热器接口管板孔内,用胀管器挤压伸入管板孔中的接管端部,使管端发生塑性变形,管板孔同时发生弹性变形,当取出胀管器后,管板孔弹性收缩,管板与管子间就产生一定的挤紧压力,紧密地贴在一起,达到密封紧固连接的目的;
(9)质检:按国家标准或行业标准或企业标准对上述接管进行质量检查,质检环节穿插在每一个制造工序中。
2.根据权利要求1所述的一种胀接式焊接拉伸接管的制造方法,其特征在于:接管有顶端和底端区分,接管顶端内孔直径尺寸范围为40~70mm,接管顶端外圆直径尺寸范围为42~72mm;接管底端为环形凸台,其外圆直径尺寸范围为35~65mm,内孔直径尺寸范围为32~62mm,凸台厚度尺寸范围为1~4mm,在钎焊板式换热器进、出水管口处加工有与所连接接管的底端凸台相应尺寸的接口管板孔;接管长度尺寸范围为30~60mm。
3.根据权利要求1所述的一种胀接式焊接拉伸接管的制造方法,其特征在于:在距接管顶端距离15~30mm位置处加工有内孔径为较接管内径短1~3mm,槽宽为1~3mm的环形限位槽,当将与上述接管尺寸相配合的外接水管伸入上述接管内孔时,外接水管能在上述接管内限位槽处卡住并定位,然后再通过焊接工艺将两者连接。
4.一种胀接式焊接拉伸接管的制造方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
(1)备料:准备相应尺寸的不锈钢板材;
(2)连续拉伸模拉伸板材:采用拉伸模将不锈钢板材经过连续拉伸至内孔尺寸为40~70mm,接管顶端外圆直径尺寸为42~72mm;
(3)铣接管两端:将上述经过连续拉伸后得到的管材进行铣加工接管两端至接管长度为比目标接管长度与管内孔半径之和短1~3mm,得到环形通孔接管;
(4)旋压模成型:将上述环形通孔接管经过旋压模旋压成型至接管长度尺寸为30~60mm;
(5)翻边模翻边接管底端:采用翻边模将上述旋压成型后的管材底端进行翻边成型至接管底端凸台内孔直径尺寸为32~62mm,外圆直径尺寸为35~65mm;
(6)铣接管底端:对上述加工后的管材底端进行铣端面,铣至接管底端凸台厚度尺寸为1~4mm;
(7)挤压模挤压出限位槽:采用挤压模在距接管顶端尺寸为15~30mm处,挤压成型出槽宽尺寸为1~3mm,内孔直径尺寸为较接管内径短1~3mm的环形限位槽;
(8)清洗胀接处:采用有机溶剂清洗接管底端和钎焊板式换热器接口管板孔胀接处,去除油脂、氧化物、灰尘;
(9)胀接:将上述接管底端环形凸台伸入钎焊板式换热器接口管板孔内,用胀管器挤压伸入管板孔中的接管端部,使管端发生塑性变形,管板孔同时发生弹性变形,当取出胀管器后,管板孔弹性收缩,管板与管子间就产生一定的挤紧压力,紧密地贴在一起,达到密封紧固连接的目的;
(10)质检:按国家标准或行业标准或企业标准对上述接管进行质量检查,质检环节穿插在每一个制造工序中。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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