[發明專利]不銹鋼板式換熱器及其加工成型方法

無效

• 申請號: 200910191020.0
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN101691961A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 羅鍵;王穎
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F25B39/00
• 分類號: F25B39/00;F28F21/08;B23P15/26;B23K20/12;B23K26/20;B23K26/42;B23K11/11;B23K11/08;B21D37/01
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技術領域

本發明涉及焊接技術領域，特別是一種不銹鋼板式換熱器及其加工成型方法。?

背景技術

制冷系統離不開換熱器，板式換熱器包括蒸發板和冷凝板，傳統的板式換熱器主要有蛇形流道型與蜂窩型的蒸發板或冷凝板，普通的蒸發板或冷凝板一般是采用長1.2～1.8m、寬0.5～1.2m的兩塊1～3mm厚的304不銹鋼板通過普通電阻焊方法加工而成蛇形流道或蜂窩流道，經高壓氣體對不銹鋼換熱器進行脹形，使之成型為蛇形流道型與蜂窩流道型換熱器，讓冷媒(如R-22或氨)在中空流道中流動。由于板式換熱器上的焊道多、分布密，普通電阻焊的方法焊接熱輸入較大，而且因為不銹鋼線膨脹系數大、導熱系數低(17w/m×kJ左右)，電阻焊接時容易產生較大的焊接殘余應力，導致板式換熱器焊接加工后和隨后的使用過程中容易發生變形和翹曲，流道易形成死角，冷媒和冷凝機油易積聚。因此，需要采用一種更適合的焊接方法來加工板式換熱器。?

載流攪拌摩擦焊又稱為導電攪拌摩擦，或電阻攪拌摩擦是一種新型的固相焊接方法，是為了對付高熔點的鋼材攪拌摩擦焊接而發展起來的一種復合焊接新技術，該技術利用導電和接觸電阻產生的電阻熱能增加攪拌摩擦焊在焊接黑色金屬及高溫合金結構材料時在能量輸入上的不足；同時，由于電阻熱受熱均勻，故可以提高黑色金屬和高溫合金結構材料的焊接速度和焊接質量，降低攪拌頭與工件的摩擦阻力，從而延長攪拌頭的使用壽命，降低焊接缺陷，消除焊接應力。載流攪拌摩擦焊的優點是：突破了攪拌摩擦焊在焊接對象上的局限性，使其可以用于黑色金屬、不銹鋼、鈦合金等高溫結構材料的焊接，使攪拌摩擦焊的應用更廣?？梢詼p小攪拌頭與高強度金屬的摩擦損耗，提高攪拌頭的使用壽命；降低了攪拌摩擦焊的工藝要求，既可以對攪拌摩擦焊進行輔助加熱，也用于焊前預熱和焊后焊縫熱處理，由于電阻熱受熱均勻，由此可以進一步提高焊接速度和焊接質量，改善焊接接頭的力學性能；降低了攪拌摩擦焊焊接缺陷的產生，例如因熱量不足引起的未焊合，溝槽，空洞等缺陷。以及焊后內應力的隨機消除，不需要特定的設備對其進行消除應力工藝；?所需設備簡單，成本較低，易于推廣應用，載流攪拌摩擦焊是一種綠色焊接方法，焊接前及焊接過程中對環境的污染小。?

激光焊接技術具有焊接輸入能量集中，焊接熱影響區小，焊接變形小，焊接效率高，焊接工件外形美觀，焊接質量好的一系列優點。而水冷電阻焊接技術是在普通電阻焊的過程中，使用流動水或將工件浸泡在水中來進行電阻焊接以冷卻焊縫，控制焊接變形和熱輸入的技術，特別適合奧氏體不銹鋼焊接，具有焊接熱輸入少、焊接變形小，焊接殘余應力分布合理的特點。?

因此，采用包括載流攪拌摩擦焊、激光焊和水冷電阻焊接技術在內的特種焊接方法來加工成型板式換熱器可以減小焊接熱輸入、減小了焊接殘余應力，控制板式換熱器的焊接變形，有效地解決蛇形流道型與蜂窩型的蒸發板或冷凝板焊接殘余應力、變形和翹曲問題，使冷媒和冷凝機油流動均勻、通暢，使冷媒和冷凝機油流動均勻，回油通暢，提高板式換熱器的熱交換能力，減少對材料、加工和人力資源的浪費，對于節能、資源友好的可持續經濟發展具有十分重要的意義。?

發明內容

針對現有板式換熱器，包括蛇形流道型與蜂窩型的蒸發板或冷凝板及其加工成型技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種新型的蛇形流道型與蜂窩型的蒸發板或冷凝板及其加工成型方法，特別是采用載流攪拌摩擦焊、激光焊和水冷電阻焊接技術在內的特種焊接方法來設計、加工、制造板式換熱器，減小焊接殘余應力，減小焊接變形以及使用過程中發生的變形與翹曲，使板式換熱器內的冷媒流道均勻，冷媒流動阻力小，提高板式換熱器抗冷熱沖擊與疲勞的性能，使冷媒和冷凝機油流動均勻，回油通暢，提高板式換熱器的工作效果，減少對材料、加工和人力資源的浪費，實現節能、資源和環境友好的目標。?

本發明的目的是這樣實現的：不銹鋼板式換熱器及其加工成型方法，包括蛇形流道型與蜂窩流道型蒸發板或冷凝板，板式換熱器采用不銹鋼板材，由不銹鋼上板、不銹鋼下板、進口管和出口管構成，兩塊不銹鋼板重疊通過特種焊接方法連接在一起，進口管和出口管插于兩塊不銹鋼板之間的上下兩端，使用電弧焊接方法與不銹鋼板式換熱器本體相連，再通過模具和高壓脹形工藝使板式換熱器最后成型；不銹鋼板式換熱器及其加工成型方法包括以下步驟：?

1).按結構設計要求將不銹鋼板進行板片加工和處理：采用預覆液壓膜工藝，確保在剪切、沖壓、軋制等不銹鋼板材加工過程中不傷害板片和表面，板材下料采用數控切割、?一次成型；對板材表面進行處理，清除加工熱應力，增強表面強度，提高涂膜附著力，并對不銹鋼板的表面進行清潔和干燥處理；?