一種鋸齒型翅片管制作方法及其專用工裝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋸齒型翅片管制作方法，其創(chuàng)新低點(diǎn)在于：焊接翅管與外管時(shí)，在翅片與外管內(nèi)壁相接觸的兩側(cè)面上均噴涂一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層，涂層區(qū)域靠近外管，保持外管0.05～0.35mm的距離，加熱熔化利用毛細(xì)現(xiàn)象焊接。還提供一種鋸齒型翅片管制作方法中鋸齒型翅片管的專用工裝，包括底座、套管、定位塊和內(nèi)定位柱；底座、套管和定位塊組成外工裝，底座和內(nèi)定位柱組成內(nèi)工裝。本發(fā)明解決了因?yàn)槌崞c管子同種材料或不一樣的材料而進(jìn)行不同工藝制作的問題，化繁為簡(jiǎn)，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力，進(jìn)行傳熱時(shí)，中間沒有熱阻，可大大加強(qiáng)傳熱性能，換熱效果可以達(dá)到98.4～99.6%。
【專利說(shuō)明】一種鋸齒型翅片管制作方法及其專用工裝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋸齒型翅片管制作方法，本發(fā)明還涉及一種鋸齒型翅片管的專用工裝，屬于熱管換熱元件制備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]通常在需要進(jìn)行熱傳遞的換熱裝置表面通過(guò)增加導(dǎo)熱性較強(qiáng)的金屬片，增大換熱裝置的換熱表面積，提高換熱效率，具有此功能的金屬片稱之為翅片。
[0003]翅片式換熱器包括以下兩種:
1、板翅式換熱器:通常由隔板、翅片、封條、導(dǎo)流片組成。在相鄰兩隔板間放置翅片、導(dǎo)流片以及封條組成一夾層，稱為通道，將這樣的夾層根據(jù)流體的不同方式疊置起來(lái)，釬焊成一整體便組成板束，板束是板翅式換熱器的核心，配以必要的封頭、接管、支撐等就組成了板翅式換熱器。
[0004]2、翅片管式換熱器:是一種帶翅的管式熱交換器?？梢詢H由一根或若干根翅片管組成，如暖氣片，也可再配以外殼、風(fēng)機(jī)等組成空冷器型式的熱交換器。
[0005]其中，翅片管是翅片管熱交換器中主要換熱元件，不同結(jié)構(gòu)的熱交換器管對(duì)熱交換器管的換熱性能的有很顯著的影響。近年來(lái)，新型的熱交換器管結(jié)構(gòu)也是研究的主要方向。眾所周知，翅片管由基管和翅片組合而成，基管通常為圓管，也有扁平管和橢圓管。管內(nèi)、外流體通過(guò)管壁及翅片進(jìn)行熱交換，由于翅片擴(kuò)大了傳熱面積，使換熱得以改善。翅片類型多種多樣，翅片可以各自加在每根單管上，也可以同時(shí)與數(shù)根管子相連接。
[0006]鑄造、機(jī)械加工或軋制而成，翅片與管子一體，無(wú)接觸熱阻，強(qiáng)度高，但要求翅片與管子同種材料。如低壓鍋爐的省煤器就是采用整體鑄造的翅片管。焊接翅片用釬焊或氬弧焊等工藝制造，可使用與管子不一樣的材料，由于它的制造簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)且具有較好的傳熱和機(jī)械性能，故已在工業(yè)上廣為應(yīng)用，它的主要問題就是焊接工藝質(zhì)量令人不甚滿意。
[0007]實(shí)驗(yàn)研究得出，對(duì)于中間換熱器高溫側(cè)，每升高IV，制冷系統(tǒng)的換熱量及效率提高約3.6%和0.5% ;對(duì)低溫側(cè)，隨著過(guò)熱度的降低，每降低1°C，換熱量提高1%，隨蒸發(fā)器出口干度降低，換熱量提高2%。同時(shí)提升了汽車空調(diào)性能(主要是能效比C0P)，可以幫助降低燃油消耗I?1.5%，同時(shí)對(duì)降低尾氣排放也大有好處。使用不同結(jié)構(gòu)的熱交換器管的中間換熱器的效率也不同，開發(fā)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造且換熱效果好的熱交換器管對(duì)節(jié)能及提高制冷系統(tǒng)的性能等有著重要的意義。
[0008]綜上所述，如何簡(jiǎn)化不同材料與相同材料的區(qū)別的制作方法和如何提高焊接工藝中的質(zhì)量問題，以及現(xiàn)有技術(shù)中仍然存在翅片與管子有間隙，從而導(dǎo)致的中間熱阻大的問題，是該領(lǐng)域研究人員需要急需解決的課題，因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種結(jié)構(gòu)緊湊，換熱能力強(qiáng)的熱管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種鋸齒型翅片管制作方法及其專用工裝，熱管的換熱性能的有很顯著的提高。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種鋸齒型翅片管制作方法，包括外管以及固定在外管上的翅片，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:所述外管與翅片的連接方法為在翅片上需要與外管接觸的區(qū)域兩側(cè)面均噴涂一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層；對(duì)翅片與外管的相對(duì)位置進(jìn)行定位，使得翅片中與外管接觸的區(qū)域距外管0.05-0.35mm的間隙；加熱低熔點(diǎn)焊接材料涂層，通過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象使得翅片接觸區(qū)域兩側(cè)的低熔點(diǎn)焊接材料涂層向間隙移動(dòng)填充間隙，冷卻后實(shí)現(xiàn)翅片與外管的焊接固定。
[0011]進(jìn)一步的，所述制作方法具體包括以下步驟:
(O配備一個(gè)外徑與沖壓出的鋸齒型翅片A內(nèi)圓直徑相應(yīng)的內(nèi)定位柱，內(nèi)定位柱固定在設(shè)置有相應(yīng)凹槽的底座上，將內(nèi)定位柱內(nèi)置于外管中，并使得內(nèi)定位柱軸線與外管軸線重合，在鋸齒型翅片A與外管內(nèi)壁相接觸的兩側(cè)面上均噴涂一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層；
(2)將沖壓出的鋸齒型翅片A插入內(nèi)定位柱與外管形成的環(huán)形空腔內(nèi)，使得的鋸齒型翅片A涂層區(qū)域剛好距外管內(nèi)壁的間隙為0.05?0.35mm，加熱至低熔點(diǎn)焊接材料涂層熔化，利用毛細(xì)現(xiàn)象進(jìn)行焊接，焊接結(jié)束后取出內(nèi)定位柱和底座；
(3)配備一個(gè)外徑與沖壓出的鋸齒型翅片B內(nèi)圓直徑相應(yīng)的套管，將套管套置于外管，并使得套管軸線與外管軸線重合，在套管內(nèi)壁一周焊接上若干個(gè)與鋸齒型翅片B的鋸齒相契合的定位塊；
(4)將沖壓出的鋸齒型翅片B包裹在外管外壁上,在鋸齒型翅片B與外管外壁相接觸的兩側(cè)面上均噴涂一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層；
(5)將步驟(3)制作的套管套在鋸齒型翅片B外面，套管固定在設(shè)置有相應(yīng)凹槽的底座上，鋸齒型翅片B的鋸齒分別契合在定位塊中,控制外管與翅片的間隙為0.05?0.35mm,力口熱至低熔點(diǎn)焊接材料涂層熔化，進(jìn)行毛細(xì)焊接，焊接結(jié)束后取出底座和套管。
[0012]進(jìn)一步的，所述一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層的厚度為0.8?1.2Mm。
[0013]進(jìn)一步的，所述毛細(xì)焊接的焊接溫度控制在30?50°C。
[0014]進(jìn)一步的，所述外管與翅片的間隙為0.15?0.3mm。
[0015]進(jìn)一步的，所述外管與翅片的間隙為0.25mm。
[0016]進(jìn)一步的，所述噴涂低熔點(diǎn)焊接材料涂層具體為:
(1)使用噴槍對(duì)距齒型翅片的兩側(cè)翅片分別進(jìn)行一次噴涂低熔點(diǎn)焊接材料涂層，低熔點(diǎn)焊接材料涂層與鋸齒型翅片表面完全覆蓋，噴涂至單面焊接材料涂層的厚度為0.3?0.4Mm,設(shè)置噴涂氣壓范圍為0.2?0.3Mpa，噴涂溫度為15?25°C ；
(2)噴涂結(jié)束后室溫冷卻干燥20?30min，繼續(xù)進(jìn)行二次噴涂，噴涂至單面低熔點(diǎn)焊接材料涂層的厚度為0.5?0.8Mm,設(shè)置噴涂氣壓范圍為0.2?0.25Mpa，噴涂溫度為15?35 °C，噴涂結(jié)束。
[0017]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種鋸齒型翅片管制作方法中鋸齒型翅片管的專用工裝，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:包括底座、套管、定位塊和內(nèi)定位柱；所述底座、套管和定位塊組成外工裝，底座和內(nèi)定位柱組成內(nèi)工裝；
所述底座為圓形底座，底座表面設(shè)置有直徑不等的，且與翅片管不同管子直徑相配合的圓形凹槽；
所述套管為直徑大于鋸齒型翅片外管的管子； 所述定位塊為凹形結(jié)構(gòu)，凹形底面為弧形，與鋸齒型翅片套管固定貼合連接，凹形內(nèi)表面與鋸齒型翅片齒形斜面相契合；
所述內(nèi)定位柱為直徑小于鋸齒型翅片外管的內(nèi)管。
[0018]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)本發(fā)明的翅片管包括內(nèi)翅片和外翅片，通過(guò)巧妙而獨(dú)特的結(jié)合，控制間隙，使得翅片管結(jié)構(gòu)緊湊，換熱能力強(qiáng)。
[0019](2)本發(fā)明的翅片管的制作方法，利用毛細(xì)現(xiàn)象焊接的理念，理論上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，解決了現(xiàn)有技術(shù)中翅片與管子有間隙，從而導(dǎo)致的中間熱阻大的問題，解決了市場(chǎng)需求和改善了換熱元件的使用效果。
[0020](3)本發(fā)明特定的涂層厚度設(shè)置，以及翅片間隙與涂層長(zhǎng)度的比例控制，使得翅片與管子的連接更加緊密，可以實(shí)現(xiàn)零熱阻傳熱；使用特定的噴涂方式，實(shí)現(xiàn)噴涂涂層的厚度控制和長(zhǎng)度控制，將翅片與管子的連接更加緊密的同時(shí)，避免原材料的浪費(fèi)。
[0021](4)本發(fā)明解決了因?yàn)槌崞c管子同種材料或不一樣的材料而進(jìn)行不同工藝制作的問題，化繁為簡(jiǎn)，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力，進(jìn)行傳熱時(shí)，中間沒有熱阻，可大大加強(qiáng)傳熱性能，換熱效果可以達(dá)到98.4?99.6%。
[0022](5)本發(fā)明翅片的專用工裝，解決了內(nèi)外翅片同時(shí)存在的制作難題，工裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原材料方便，加工便利，是翅片管生產(chǎn)的有利保障。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024]圖1為外管與翅片的位置關(guān)系示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明外定位工裝的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3為本發(fā)明內(nèi)定位工裝的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4為本發(fā)明外定位工裝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]實(shí)施例1
本發(fā)明主體為一種管內(nèi)翅片管，包括若干個(gè)鋸齒型翅片和外管；若干個(gè)鋸齒型翅片依次設(shè)置于外管之間，與外管內(nèi)壁相接觸。研究發(fā)現(xiàn)，這樣的結(jié)構(gòu)使得翅片與管子有間隙，從而導(dǎo)致中間熱阻大，傳熱效果差。
[0030]本發(fā)明在上述基礎(chǔ)上，增加外翅片和內(nèi)翅片，并且減小管子與翅片的間隙，實(shí)現(xiàn)沒有熱阻，提高傳熱效率。
[0031]一、本發(fā)明翅片管的專用工裝:包括底座5、套管7、定位塊9和內(nèi)定位柱8 ;底座5、套管7和定位塊9組成外工裝，底座5和內(nèi)定位柱8組成內(nèi)工裝；底座5為圓形底座，底座表面設(shè)置有直徑不等的，且與翅片管不同管子直徑相配合的圓形凹槽6 ;套管7為直徑大于鋸齒型翅片外管的管子；定位塊9為凹形結(jié)構(gòu)，凹形底面為弧形，與鋸齒型翅片2套管7固定貼合連接，凹形內(nèi)表面與鋸齒型翅片2齒形斜面相契合；內(nèi)定位柱8為直徑小于鋸齒型翅片2外管I的內(nèi)管。
[0032]二、結(jié)合上述專用工裝的一種鋸齒型翅片管制作方法:用金屬片料沖壓形成鋸齒型翅片，每隔一段預(yù)定距離，反向擠壓出相同的鋸齒得到翅片，接著按以下步驟進(jìn)行:
(O配備一個(gè)外徑與沖壓出的鋸齒型翅片A內(nèi)圓直徑相應(yīng)的內(nèi)定位柱，內(nèi)定位柱固定在設(shè)置有相應(yīng)凹槽的底座上，將內(nèi)定位柱內(nèi)置于外管中，并使得內(nèi)定位柱軸線與外管軸線重合，在鋸齒型翅片A與外管內(nèi)壁相接觸的兩側(cè)面上均噴涂一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層；
(2)將沖壓出的鋸齒型翅片A插入內(nèi)定位柱與外管形成的環(huán)形空腔內(nèi)，使得的鋸齒型翅片A涂層區(qū)域剛好距外管內(nèi)壁的間隙為0.05mm，加熱至低熔點(diǎn)焊接材料涂層熔化，利用毛細(xì)現(xiàn)象進(jìn)行焊接，焊接結(jié)束后取出內(nèi)定位柱和底座；
(3)配備一個(gè)外徑與沖壓出的鋸齒型翅片B內(nèi)圓直徑相應(yīng)的套管，將套管套置于外管，并使得套管軸線與外管軸線重合，在套管內(nèi)壁一周焊接上若干個(gè)與鋸齒型翅片B的鋸齒相契合的定位塊；
(4)將沖壓出的鋸齒型翅片B包裹在外管外壁上,在鋸齒型翅片B與外管外壁相接觸的兩側(cè)面上均噴涂一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層；
(5)將步驟(3)制作的套管套在鋸齒型翅片B外面，套管固定在設(shè)置有相應(yīng)凹槽的底座上，鋸齒型翅片B的鋸齒分別契合在定位塊中，控制外管與翅片的間隙為0.05mm，加熱至低熔點(diǎn)焊接材料涂層熔化，進(jìn)行毛細(xì)焊接，焊接結(jié)束后取出底座和套管。
[0033]上述噴涂低熔點(diǎn)焊接材料涂層具體為:
(1)使用噴槍對(duì)距齒型翅片的兩側(cè)翅片分別進(jìn)行一次噴涂低熔點(diǎn)焊接材料涂層，低熔點(diǎn)焊接材料涂層與鋸齒型翅片表面完全覆蓋，噴涂至單面焊接材料涂層的厚度為0.3Mffl，設(shè)置噴涂氣壓范圍為0.2Mpa，噴涂溫度為15°C ；
(2)噴涂結(jié)束后室溫冷卻干燥20min，繼續(xù)進(jìn)行二次噴涂，噴涂至單面低熔點(diǎn)焊接材料涂層的厚度為0.5Mm，設(shè)置噴涂氣壓范圍為0.2Mpa，噴涂溫度為15°C，噴涂結(jié)束。
[0034]本實(shí)施例利用毛細(xì)現(xiàn)象焊接的理念，理論上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，解決了現(xiàn)有技術(shù)中翅片與管子有間隙，從而導(dǎo)致的中間熱阻大的問題；特定的涂層厚度設(shè)置，以及翅片間隙與涂層長(zhǎng)度的比例控制，使得翅片與管子的連接更加緊密，可以實(shí)現(xiàn)零熱阻傳熱；
本實(shí)施例的翅片管包括內(nèi)翅片和外翅片，通過(guò)巧妙而獨(dú)特的結(jié)合，控制間隙，使得翅片管結(jié)構(gòu)緊湊，換熱能力強(qiáng)，換熱效果達(dá)99.6%。
[0035]實(shí)施例2
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，采用實(shí)施例1的工裝和制作方法進(jìn)行鋸齒型翅片的制作，改變外管與翅片的間隙為0.35mm。
[0036]改變實(shí)施例1噴涂低熔點(diǎn)焊接材料涂層具體步驟參數(shù):
(1)使用噴槍對(duì)距齒型翅片的兩側(cè)翅片分別進(jìn)行一次噴涂低熔點(diǎn)焊接材料涂層，低熔點(diǎn)焊接材料涂層與鋸齒型翅片表面完全覆蓋，噴涂至單面焊接材料涂層的厚度為0.4Mffl，設(shè)置噴涂氣壓范圍為0.3Mpa，噴涂溫度為25°C ；
(2)噴涂結(jié)束后室溫冷卻干燥30min，繼續(xù)進(jìn)行二次噴涂，噴涂至單面低熔點(diǎn)焊接材料涂層的厚度為0.8Mm，設(shè)置噴涂氣壓范圍為0.25Mpa，噴涂溫度為35°C，噴涂結(jié)束。
[0037]本實(shí)施例的翅片管包括內(nèi)翅片和外翅片，通過(guò)巧妙而獨(dú)特的結(jié)合，控制間隙，使得翅片管結(jié)構(gòu)緊湊，換熱能力強(qiáng)，換熱效果達(dá)98.4%。
【權(quán)利要求】
1.一種鋸齒型翅片管制作方法，包括外管以及固定在外管上的翅片，其特征在于:所述外管與翅片的連接方法為在翅片上需要與外管接觸的區(qū)域兩側(cè)面均噴涂一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層；對(duì)翅片與外管的相對(duì)位置進(jìn)行定位，使得翅片中與外管接觸的區(qū)域距外管0.05-0.35mm的間隙；加熱低熔點(diǎn)焊接材料涂層，通過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象使得翅片接觸區(qū)域兩側(cè)的低熔點(diǎn)焊接材料涂層向間隙移動(dòng)填充間隙，冷卻后實(shí)現(xiàn)翅片與外管的焊接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒型翅片管制作方法，其特征在于:所述制作方法具體包括以下步驟: (1)配備一個(gè)外徑與沖壓出的鋸齒型翅片A內(nèi)圓直徑相應(yīng)的內(nèi)定位柱，將內(nèi)定位柱內(nèi)置于外管中，并使得內(nèi)定位柱軸線與外管軸線重合，在鋸齒型翅片A與外管內(nèi)壁相接觸的兩側(cè)面上均噴涂一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層； (2)將沖壓出的鋸齒型翅片A插入內(nèi)定位柱與外管形成的環(huán)形空腔內(nèi)，使得的鋸齒型翅片A涂層區(qū)域剛好距外管內(nèi)壁的間隙為0.05?0.35mm，加熱至低熔點(diǎn)焊接材料涂層熔化，利用毛細(xì)現(xiàn)象進(jìn)行焊接； (3)配備一個(gè)外徑與沖壓出的鋸齒型翅片B內(nèi)圓直徑相應(yīng)的套管，將套管套置于外管，并使得套管軸線與外管軸線重合，在套管內(nèi)壁一周焊接上若干個(gè)與鋸齒型翅片B的鋸齒相契合的定位塊； (4)將沖壓出的鋸齒型翅片B包裹在外管外壁上,在鋸齒型翅片B與外管外壁相接觸的兩側(cè)面上均噴涂一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層； (5)將步驟(3)制作的套管套在鋸齒型翅片B外面，控制外管與翅片的間隙為0.05?0.35mm,加熱至低熔點(diǎn)焊接材料涂層熔化，進(jìn)行毛細(xì)焊接，焊接結(jié)束后取出底座和套管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒型翅片管制作方法，其特征在于:所述一層低熔點(diǎn)焊接材料涂層的厚度為0.8?1.2Mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒型翅片管制作方法，其特征在于:所述毛細(xì)焊接的焊接溫度控制在30?50°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒型翅片管制作方法，其特征在于:所述外管與翅片的間隙為 0.15 ?0.3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒型翅片管制作方法，其特征在于:所述外管與翅片的間隙為 0.25mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸齒型翅片管制作方法，其特征在于:所述噴涂低熔點(diǎn)焊接材料涂層具體為: (1)使用噴槍對(duì)距齒型翅片的兩側(cè)翅片分別進(jìn)行一次噴涂低熔點(diǎn)焊接材料涂層，低熔點(diǎn)焊接材料涂層與鋸齒型翅片表面完全覆蓋，噴涂至單面焊接材料涂層的厚度為0.3?0.4Mm,設(shè)置噴涂氣壓范圍為0.2?0.3Mpa，噴涂溫度為15?25°C ； (2)噴涂結(jié)束后室溫冷卻干燥20?30min，繼續(xù)進(jìn)行二次噴涂，噴涂至單面低熔點(diǎn)焊接材料涂層的厚度為0.5?0.8Mm,設(shè)置噴涂氣壓范圍為0.2?0.25Mpa，噴涂溫度為15?35 °C，噴涂結(jié)束。
8.—種權(quán)利要求1所述的鋸齒型翅片管制作方法中鋸齒型翅片管的專用工裝，其特征在于:包括底座、套管、定位塊和內(nèi)定位柱；所述底座、套管和定位塊組成外定位工裝，底座和內(nèi)定位柱組成內(nèi)定位工裝； 所述底座為圓形底座，底座表面設(shè)置有直徑不等的，且與翅片管不同管子直徑相配合的圓形凹槽； 所述套管為直徑大于鋸齒型翅片外管的管子； 所述定位塊為凹形結(jié)構(gòu)，凹形底面為弧形，與鋸齒型翅片套管固定貼合連接，凹形內(nèi)表面與鋸齒型翅片齒形斜面相契合； 所述內(nèi)定位柱為直徑小于鋸齒型翅片外管的內(nèi)管。
【文檔編號(hào)】B23K37/00GK104175010SQ201410338087
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】繆紅建, 高峰, 顧忠華, 郭峰, 王強(qiáng) 申請(qǐng)人:江蘇南通申通機(jī)械有限公司