[發(fā)明專利]一種鋁制板翅式換熱器芯體真空釬焊組合式柔性夾具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110433158.4
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102489924A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅偉;王春梅;王惠云;嚴(yán)密;黃鵬;王麗騰;馬天宇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;B23K3/08;B23K1/008
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁制板翅式換熱器芯體真空釬焊組合式柔性夾具。

背景技術(shù)

鋁制板翅式換熱器具有熱阻小、換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、適應(yīng)性強、堅固耐用、經(jīng)濟(jì)性好等特點，在航空航天、船舶、石油化工、原子能和工程機(jī)械等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

鋁制板翅式換熱器由換熱器芯體和封頭通過鎢極氬弧焊組焊而成。換熱器芯體的基本結(jié)構(gòu)是由翅片、導(dǎo)流片、隔板、護(hù)板和封條組成的單元體疊積結(jié)構(gòu)，翅片、導(dǎo)流片、護(hù)板和封條材料通常為3003鋁合金，隔板通常為434鋁合金包覆板，434鋁合金包覆板的中間芯板為3003?鋁合金，上下表面層為厚度0.09~0.11mm的含硅量為9.0~10.5%的4004鋁合金包覆層，即釬料層。換熱器芯體早期主要采用鹽浴釬焊制造，由于鹽浴釬焊存在能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重、殘留鹽腐蝕等問題，現(xiàn)已被真空釬焊所取代。

鋁制板翅式換熱器芯體的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高，其中釬焊前的裝配是一個非常重要的環(huán)節(jié)。由于換熱器芯體特殊的疊積結(jié)構(gòu)，目前國內(nèi)外換熱器芯體釬焊前的裝配都是手工裝配，其裝配質(zhì)量對后續(xù)的真空釬焊有著至關(guān)重要的影響。釬焊時換熱器芯體能否實現(xiàn)有效的釬焊，除了釬焊工藝，另外一個關(guān)鍵因素就是換熱器芯體釬焊前的裝配。真空釬焊時換熱器芯體受釬焊溫度場的影響，翅片、導(dǎo)流片、隔板、護(hù)板和封條釬焊加熱時要膨脹，冷卻時要收縮；釬料釬焊加熱時被加熱到熔化溫度而熔化，冷卻時結(jié)晶而形成釬接縫。翅片、導(dǎo)流片、隔板、護(hù)板和封條由于形狀和尺寸不同，所發(fā)生的膨脹和收縮變形過程并不相同，受熱階段膨脹變形必須保持協(xié)調(diào)，才能保證釬焊時的毛細(xì)管效應(yīng)，熔化釬料才能良好地填充釬接縫隙。局部的釬接縫隙過大，會造成局部的未焊合而導(dǎo)致?lián)Q熱器芯體出現(xiàn)局部泄漏或釬焊縫性能不能滿足要求。冷卻階段翅片、導(dǎo)流片、隔板、護(hù)板和封條的收縮變形也必須保持協(xié)調(diào)，才能保證形成良好釬接的焊縫，局部的收縮變形的不協(xié)調(diào)，會造成局部未焊合或釬焊縫出現(xiàn)裂紋等缺陷而導(dǎo)致?lián)Q熱器芯體出現(xiàn)局部泄漏或釬焊縫性能不能滿足要求。

采用夾具保證換熱器芯體的裝配質(zhì)量滿足釬焊的要求，是目前國內(nèi)外成熟的技術(shù)途徑。通過夾具固定換熱器芯體，再送入真空釬焊爐進(jìn)行釬焊，釬焊完畢出爐冷卻到室溫拆除夾具。夾具不但要對換熱器芯體各組成元件進(jìn)行固定定位，同時還要在真空釬焊過程中提供相應(yīng)的壓力，使換熱器芯體各組成元件變形協(xié)調(diào)，滿足釬焊的要求。因此，采用可靠的夾具進(jìn)行快捷的換熱器芯體的裝配，是換熱器芯體實際生產(chǎn)必須解決的現(xiàn)實問題。另外，除夾具的可靠性外，還必須綜合考慮夾具的使用便捷性、適用范圍、制造成本以及使用壽命，在保證換熱器芯體釬焊質(zhì)量的前提下，提高換熱器芯體生產(chǎn)效率和降低換熱器芯體生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對鋁制板翅式換熱器芯體真空釬焊存在的問題，提供一種鋁制板翅式換熱器芯體真空釬焊組合式柔性夾具，快捷可靠地實現(xiàn)換熱器芯體真空釬焊前的裝配，滿足換熱器芯體的真空釬焊要求。該夾具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可靠性強，適用范圍寬，成本低，使用壽命長，經(jīng)濟(jì)性好。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：本發(fā)明公開了一種鋁制板翅式換熱器芯體真空釬焊組合式柔性夾具，該夾具主要由一塊底板、八根拉桿、八只彈簧、四塊槽型彈簧壓板、一個格柵架、一塊格柵架蓋板、兩塊頂部邊滑板和一塊頂部中滑板組成，為組合式的可拆卸獨立元件結(jié)構(gòu)，可很方便地根據(jù)所要釬焊的換熱器芯體尺寸對夾具組成元件進(jìn)行組合，滿足不同尺寸的換熱器芯體裝配要求。

在對換熱器芯體剛度進(jìn)行理論分析和釬焊試驗的基礎(chǔ)上，本發(fā)明確定了換熱器芯體的壓緊方式：換熱器芯體的兩端部位，特別是兩端的四個角部位由于是護(hù)板、封條和隔板的交替、護(hù)板的疊積結(jié)構(gòu)，剛度大，換熱器芯體的四個角部位是四個彈簧的直接壓緊點，通過頂部邊滑板對換熱器芯體的兩端部位進(jìn)行柔性壓力均勻分配；換熱器芯體除兩端以外的部位，剛度比兩端部位要小得多，采用了格柵架、格柵架蓋板和滑板的彈簧壓緊方式，對換熱器芯體的中間部位進(jìn)行柔性壓力均勻分配。彈簧兩兩一組通過槽型彈簧壓板和拉桿壓緊，使彈簧提供的柔性壓力保持動態(tài)平衡，對換熱器芯體各組成元件進(jìn)行固定定位，并在真空釬焊過程中對換熱器芯體提供柔性壓力，有利于釬焊過程中換熱器芯體各組成元件的協(xié)調(diào)變形，獲得高質(zhì)量釬焊的換熱器芯體。