CN108519017A - 一种不胀接式焊接拉伸接管及其制造方法 - Google Patents

一种不胀接式焊接拉伸接管及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种不胀接式焊接拉伸接管及其拉伸成型工艺。采用铜制板材拉伸成型工艺包括备料、连续拉伸模拉伸板材、切边模切边、精铣接管底端、粗铣接管顶端、挤压模挤压出限位槽、清洗接管端部焊接处、钎焊、质检工序。采用铜制管材拉伸成型工艺包括备料、翻边模翻边管材、切边模切边、铣接管顶端、挤压模挤压出限位槽、清洗接管端部焊接处、钎焊、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

一种不胀接式焊接拉伸接管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种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，常采用焊接的方式将其分别与外接进水管和出水管相连接。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采用的技术方案为：(一)采用铜制板材拉伸成型工艺：如图3所示，首先将铜制板材经过连续拉伸模拉伸至内孔和接管顶端外圆直径分别为6～12mm和8～20mm，然后将上述经过连续拉伸后得到的管材进行切边模切边至接管底端卡座直径为20～40mm，之后精铣接管底端直至接管底端卡座厚度为1～4mm，再以精铣过的接管底端为基准，对接管顶端进行粗铣直至满足接管长度为20～40mm，最后采用挤压模在距接管顶端10～20mm处，挤压成型出槽宽为1～3mm，内孔直径为较接管内径短1～3mm的环形限位槽；(二)采用铜制管材拉伸成型工艺：如图4所示，首先采用翻边模将铜制管材经过翻边至接管顶端外圆直径和接管底端翻边厚度分别为8～20mm和1～4mm，然后将上述经过翻边模翻边后得到的管材进行切边模切边至接管底端卡座直径为20～40mm，之后对接管顶端进行铣加工切除多余管材直至满足接管长度尺寸为20～40mm，最后采用挤压模在距接管顶端10～20mm处，挤压成型出槽宽为1～3mm，内孔直径为较接管内径短1～3mm的环形限位槽。所加工的铜制接管与钎焊板式换热器采用钎焊方式连接。
上述接管材质为铜，接管内孔打通。接管有顶端和底端区分，且接管底端卡座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，两者采用钎焊方式连接。
优选的，上述接管接管顶端外圆直径尺寸范围为：8～20mm；
优选的，上述接管底端为圆形卡座，其外圆直径范围为20～40mm，厚度范围为1～4mm；
优选的，上述接管长度尺寸范围为：20～40mm；
优选的，上述接管内孔直径尺寸范围为：6～12mm。
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10～20mm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厚度的铜制板材；
连续拉伸模拉伸板材：采用拉伸模将铜制板材如图3(a)、(b)、(c)所示经过连续拉伸至内孔尺寸为b＝9.6mm，接管顶段外圆直径c＝11.6mm；
切边模切边：将上述经过连续拉伸后得到的管材进行如图3(d)所示的切边模切边至接管底端卡座直径a＝24mm；
精铣接管底端：精铣接管底端直至接管底端卡座厚度为e＝1mm；
粗铣接管顶端：以精铣过的接管底端为基准，对接管顶端进行粗铣直至满足接管长度h＝24mm，如图3(e)所示；
挤压模挤压出限位槽：采用挤压模在距接管顶端f＝17.5mm处，挤压成型出厚度为g＝1mm,内孔深度d＝8.6mm的环形限位槽；
清洗接管端部焊接处：采用有机溶剂清洗接管底端焊接处，去除油脂、氧化物、灰尘等；
钎焊：均匀加热被焊接管件，用加热的钎料蘸取适量的纤剂(焊粉)均匀抹在缝隙处，当温度达到650℃-750℃时送入钎料。焊接时在被焊管内通低速氮气，防止氧化。当钎料全部熔化时停止加热，钎焊时如图5所示将接管底端圆形卡座放入相配合的钎焊板式换热器上的沉孔限位槽C处，在接管B顶部利用压块A进行压紧。焊接完毕后，冷却，用干燥氮气清理管内氧化物和焊渣；
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9.6mm，厚度为4mm，长度为30mm的铜制管材；
翻边模翻边管材：采用翻边模将铜制管材如图4(a)、(b)所示经过翻边至接管顶端外圆直径c＝11.6mm，接管底端翻边厚度为e＝1mm；
切边模切边：将上述经过翻边模翻边后得到的管材进行如图4(c)所示的切边模切边至接管底端卡座直径a＝24mm；
铣接管顶端：对接管顶端进行铣加工切除多余管材直至满足接管长度h＝24mm，如图4(d)所示；
挤压模挤压出限位槽：采用挤压模在距接管顶端f＝17.5mm处，挤压成型出厚度为g＝1mm,内孔深度d＝8.6mm的环形限位槽；
清洗接管端部焊接处：采用有机溶剂清洗接管底端焊接处，去除油脂、氧化物、灰尘等；
钎焊：均匀加热被焊接管件，用加热的钎料蘸取适量的纤剂(焊粉)均匀抹在缝隙处，当温度达到650℃-750℃时送入钎料。焊接时在被焊管内通低速氮气，防止氧化。当钎料全部熔化时停止加热，钎焊时如图5所示将接管底端圆形卡座放入相配合的钎焊板式换热器上的沉孔限位槽C处，在接管B顶部利用压块A进行压紧。焊接完毕后，冷却，用干燥氮气清理管内氧化物和焊渣；
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。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明中不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、本发明中不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、本发明中不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、本发明中不胀接式焊接拉伸管亦可通过管材翻边工艺实现，工序步骤少，批量生产效率高。
5、本发明中不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，因而产品强度机疲劳振动性能高。
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在钎焊时的装配示意图。
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。
本发明提出的一种不胀接式焊接拉伸接管，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。所述接管为采用不胀接式拉伸成型工艺制造成的铜制管。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b＝9.6mm，外圆直径为c＝11.6mm；接管底端为圆形卡座，其外圆直径为a＝24mm，厚度为e＝1mm，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卡座相应尺寸的沉孔，成孔直径为24mm，沉孔深度为1mm；接管长度h＝24mm；在距接管顶端距离为f＝17.5mm位置处通过挤压模挤压加工出内孔径为d＝8.6mm，槽宽g＝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钎焊连接，装配时如图5所示，将接管B底端卡座伸入钎焊板式换热器C接口处沉孔内，进行钎焊焊接，钎焊时在接管顶部利用压块A进行压紧。
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厚度的铜制板材；
连续拉伸模拉伸板材：采用拉伸模将铜制板材如图3(a)、(b)、(c)所示经过连续拉伸至内孔尺寸为b＝9.6mm，接管顶段外圆直径c＝11.6mm；
切边模切边：将上述经过连续拉伸后得到的管材进行如图3(d)所示的切边模切边至接管底端卡座直径a＝24mm；
精铣接管底端：精铣接管底端直至接管底端卡座厚度为e＝1mm；
粗铣接管顶端：以精铣过的接管底端为基准，对接管顶端进行粗铣直至满足接管长度h＝24mm，如图3(e)所示；
挤压模挤压出限位槽：采用挤压模在距接管顶端f＝17.5mm处，挤压成型出厚度为g＝1mm,内孔深度d＝8.6mm的环形限位槽；
清洗接管端部焊接处：采用有机溶剂清洗接管底端焊接处，去除油脂、氧化物、灰尘等；
钎焊：均匀加热被焊接管件，用加热的钎料蘸取适量的纤剂(焊粉)均匀抹在缝隙处，当温度达到650℃-750℃时送入钎料。焊接时在被焊管内通低速氮气，防止氧化。当钎料全部熔化时停止加热，钎焊时如图5所示将接管底端圆形卡座放入相配合的钎焊板式换热器上的沉孔限位槽C处，在接管B顶部利用压块A进行压紧。焊接完毕后，冷却，用干燥氮气清理管内氧化物和焊渣；
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9.6mm，厚度为4mm，长度为30mm的铜制管材；
翻边模翻边管材：采用翻边模将铜制管材如图4(a)、(b)所示经过翻边至接管顶端外圆直径c＝11.6mm，接管底端翻边厚度为e＝1mm；
切边模切边：将上述经过翻边模翻边后得到的管材进行如图4(c)所示的切边模切边至接管底端卡座直径a＝24mm；
铣接管顶端：对接管顶端进行铣加工切除多余管材直至满足接管长度h＝24mm，如图4(d)所示；
挤压模挤压出限位槽：采用挤压模在距接管顶端f＝17.5mm处，挤压成型出厚度为g＝1mm，内孔深度d＝8.6mm的环形限位槽；
清洗接管端部焊接处：采用有机溶剂清洗接管底端焊接处，去除油脂、氧化物、灰尘等；
钎焊：均匀加热被焊接管件，用加热的钎料蘸取适量的纤剂(焊粉)均匀抹在缝隙处，当温度达到650℃-750℃时送入钎料。焊接时在被焊管内通低速氮气，防止氧化。当钎料全部熔化时停止加热，钎焊时如图5所示将接管底端圆形卡座放入相配合的钎焊板式换热器上的沉孔限位槽C处，在接管B顶部利用压块A进行压紧。焊接完毕后，冷却，用干燥氮气清理管内氧化物和焊渣；
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，试验时将接管与铜管进行焊接，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，同时将铜管固定在夹具上。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 (5)

1.一种不胀接式焊接拉伸接管，其特征在于：所述接管采用铜制板材或管材拉伸成型工艺；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不胀接式钎焊方式连接。
2.根据权利要求1所述的一种不胀接式焊接拉伸接管，其特征在于：接管有顶端和底端区分，接管顶端外圆直径尺寸范围为8～20mm；接管底端为圆形卡座，其外圆直径范围为20～40mm，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卡座相应尺寸的沉孔；接管长度尺寸范围为20～40mm；接管内孔直径尺寸范围为6～12mm。
3.根据权利要求1所述的一种不胀接式焊接拉伸接管，其特征在于：在距接管顶端距离10～20mm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。
4.一种如权利要求1所述的不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：准备相应尺寸的铜制板材；
(2)连续拉伸模拉伸板材：采用拉伸模将铜制板材连续拉伸至内孔和接管顶端外圆直径分别至6～12mm和8～20mm；
(3)切边模切边：将上述经过连续拉伸后得到的管材进行切边模切边至接管底端卡座直径至20～40mm；
(4)精铣接管底端：精铣接管底端直至接管底端卡座厚度至1～4mm；
(5)粗铣接管顶端：以精铣过的接管底端为基准，对接管顶端进行粗铣直至满足接管长度至20～40mm；
(6)挤压模挤压出限位槽：采用挤压模在距接管顶端10～20mm处，挤压成型出槽宽为1～3mm内孔直径为较接管内径短1～3mm的环形限位槽；
(7)清洗接管端部焊接处：采用有机溶剂清洗接管底端焊接处，去除油脂、氧化物、灰尘等；
(8)钎焊：均匀加热被焊接管件，用加热的钎料蘸取适量的纤剂均匀抹在缝隙处，当温度达到650℃-750℃时送入钎料，焊接时在被焊管内通低速氮气，防止氧化，当钎料全部熔化时停止加热，钎焊时将接管底端圆形卡座放入相配合的钎焊板式换热器上的沉孔限位槽处，在接管顶部利用压块进行压紧，焊接完毕后，冷却，用干燥氮气清理管内氧化物和焊渣；
(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。
5.一种如权利要求1所述的不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：准备相应尺寸的铜制板材；
(2)翻边模翻边管材：采用翻边模将铜制管材经过翻边至接管顶端外圆直径和接管底端翻边厚度分别至8～20mm和1～4mm；
(3)切边模切边：将上述经过翻边模翻边后得到的管材进行切边模切边至接管底端卡座直径至20～40mm；
(4)铣接管顶端：对接管顶端进行铣加工切除多余管材直至满足接管长度20～40mm；
(5)挤压模挤压出限位槽：采用挤压模在距接管顶端10～20mm处，挤压成型出槽宽为1～3mm内孔直径为较接管内径短1～3mm的环形限位槽；
(6)清洗接管端部焊接处：采用有机溶剂清洗接管底端焊接处，去除油脂、氧化物、灰尘等；
(7)钎焊：均匀加热被焊接管件，用加热的钎料蘸取适量的纤剂(焊粉)均匀抹在缝隙处，当温度达到650℃-750℃时送入钎料，焊接时在被焊管内通低速氮气，防止氧化；当钎料全部熔化时停止加热，钎焊时将接管底端圆形卡座放入相配合的钎焊板式换热器上的沉孔限位槽处，在接管顶部利用压块进行压紧；焊接完毕后，冷却，用干燥氮气清理管内氧化物和焊渣；
(8)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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