[發(fā)明專利]鋁制板翅式換熱器真空釬焊芯體局部泄漏的氬弧修復方法

有效

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• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103264210A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 羅偉;王琪明;嚴密;王麗騰;宮海龍;馬天宇;姜銀珠
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/173;B23K9/235;B23K101/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發(fā)明屬于鋁合金焊接技術領域，尤其涉及一種真空釬焊的鋁制板翅式換熱器芯體局部泄漏的焊接修復方法。

背景技術

鋁制板翅式換熱器是一種以鋁合金波形翅片為傳熱元件的新型高效能換熱器，是目前國內(nèi)外最先進的換熱器，具有熱阻小、換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、適應性強、堅固耐用、經(jīng)濟性好、并可設計成多達十多股流體同時換熱等特點，早期專用于航空、潛艇等軍事領域，現(xiàn)已廣泛應用于石油化工、航空航天、電子、原子能和工程機械等領域。

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，其核心部分為芯體。換熱器芯體的基本結(jié)構(gòu)是由翅片、導流片、隔板、側(cè)板和封條五種元件組成的單元體疊積結(jié)構(gòu)，翅片、導流片、側(cè)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)境污染嚴重、殘留鹽腐蝕等問題，現(xiàn)已被無熔劑的真空釬焊所取代。

鋁制板翅式換熱器生產(chǎn)工藝復雜，技術要求高，通常的主要生產(chǎn)工序為：（1）零件加工→（2）檢驗→（3）焊前清洗→（4）檢驗→（5）芯體組裝→（6）檢驗→（7）入真空釬焊爐釬焊→（8）出真空釬焊爐冷卻到室溫后外形尺寸檢驗→（9）焊接上試壓封頭進行氣密性試驗→（10）割下試壓封頭→（11）清洗→（12）與封頭組焊→（13）外形尺寸檢驗、氣密性和強度試驗→（14）清洗烘干→（15）氮封出廠。由于產(chǎn)品的設計要求不同，一些換熱器也可以省去（9）～（11）工序。釬焊后芯體各通道應能夠承壓，芯體各處不能泄漏，但由于鋁制板翅式換熱器結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝復雜，技術要求高，芯體釬焊前又都是手工裝配，所以真空釬焊后芯體出現(xiàn)泄漏不可能完全避免，這是國內(nèi)外鋁制板翅式換熱器生產(chǎn)企業(yè)所面臨的一個共同的實際問題。

芯體泄漏分外漏和內(nèi)漏兩種。外漏是指通道內(nèi)的介質(zhì)通過封條和側(cè)板間的間隙向外滲漏；內(nèi)漏是指相鄰兩不同的通道間串通，互相滲漏。換熱器芯部是不允許有任何泄漏的，若出現(xiàn)大面積的泄漏，只能報廢；而對于只有局部泄漏的芯體，出于對成本和節(jié)能的考慮，在保證產(chǎn)品性能的前提下，應盡可能予以修復。

對釬焊后芯體出現(xiàn)的局部泄漏，目前國內(nèi)外采用的修復手段有兩種：1、堵?lián)Q熱通道；2、高分子材料堵漏。由于堵?lián)Q熱通道會影響到整個換熱器的換熱效率，所以設計對此有非常嚴格的限制，緊湊型、精密型的換熱器芯體，如軍用換熱器，是不允許堵?lián)Q熱通道的，堵?lián)Q熱通道法只適用于極少數(shù)的換熱器芯體，且只有在設計許可的條件下才能采用。高分子材料，如使用廣泛的DW型聚氨酯粘接劑，具有較高的機械強度和較好的低溫性能，可以用來進行芯體局部泄漏的修復，但由于對修復處表面預處理要求很高，實際產(chǎn)品修復要達到較為理想的效果較難，且不適用于工作溫度較高、工作壓力較大的換熱器，所以其應用非常有限。所以，如何對換熱器芯體局部泄漏進行有效修復，是目前國內(nèi)外鋁制板翅式換熱器生產(chǎn)企業(yè)關注的一個熱點，也是亟待解決的一個共性技術難題。換熱器芯體因局部泄漏無法進行有效修復而報廢，不但會帶來很大的直接經(jīng)濟損失，也會嚴重影響到生產(chǎn)進程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對真空釬焊鋁制板翅式換熱器芯體局部泄漏修復存在的技術難題，克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種真空釬焊鋁制板翅式換熱器芯體局部泄漏的氬弧焊修復方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種真空釬焊鋁制板翅式換熱器芯體局部泄漏的氬弧焊修復方法，包括以下步驟：

（1）用絲徑≤0.15mm的銅絲刷或者不銹鋼絲刷、刮刀、丙酮仔細清理換熱器芯體局部泄漏部位及鄰近10mm區(qū)域，直至露出金屬本色，局部泄漏部位及鄰近區(qū)域無水、油及其它污物。

（2）調(diào)整芯體位置，保證修復面與水平面基本平行，即焊接修復為水平焊接。

（3）在芯體局部泄漏部位及鄰近10mm區(qū)域清理后的30分鐘內(nèi)采用手工交流鎢極氬弧焊對泄漏進行修復。

（4）在距泄漏處左端3～5mm處引弧，電弧穩(wěn)定后勻速右移，當封條厚度≤3mm時不填充焊絲，焊接主要規(guī)范參數(shù)為：鎢極為Φ2.0mm的鈰鎢棒，噴嘴直徑8mm，鎢極伸出長度5～7mm，焊接電流60～70A，氬氣流量8～9L/min；當封條厚度封條＞3mm時填充Φ1.6mm的SAl4043焊絲，焊接主要規(guī)范參數(shù)為：鎢極為Φ2.0～2.5mm的鈰鎢棒，噴嘴直徑9～10mm，鎢極伸出長度6～8mm，焊接電流90～110A，氬氣流量10～12L/min。