[實用新型]用于激光焊接制造小間距翅片管的夾具裝置以及制造設備

有效

• 申請號: 201520131493.2
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN204524557U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 沈承松;魯志鋼;郭海東
• 申請（專利權）人: 美景（北京）環保科技有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70;B23K37/04
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 于寶慶;王瑩

技術領域

本實用新型涉及翅片管制造領域，具體涉及一種用于激光焊接制造小間距翅片管的夾具裝置以及包含所述夾具裝置的小間距翅片管制造設備。

背景技術

翅片管是金屬基管表面繞有鋼帶形成螺旋形翅片，并利用翅片進行熱交換的換熱元件，它是目前國內外公認的高效熱交換元件。翅片管大量應用于石油化工、電力行業的換熱與余熱回收工段。目前，市場上絕大多數纏繞式生產的翅片管都在翅片根部產生了較為明顯的褶皺，并且在高溫或低溫環境下，翅片容易產生松動脫落，大大降低了換熱系數。而我國現有的翅片管生產設備多屬于半機械、半手工生產方式，不可數控編程、機械調速等環節導致了生產效率低、產品樣式單一、產品質量不穩定。

換熱過程是通過翅片的外表面進行管材內外部熱量交換的過程。因此單位基管長度上的翅片數量越多，換熱面積就越大，換熱效率就越高。現國內加工制造的翅片管的翅片間距較大，單位基管長度上翅片圈數偏少，從而嚴重制約了換熱面積與換熱效率。這主要是受翅片的焊接方式、焊接間距、翅片與基管的結合形式的影響。

目前國內市場在基管上安裝翅片的方法很多，主要有套裝、鑲嵌、釬焊、高頻焊和冷擠壓。

套裝、鑲嵌方法未經過焊接加工，翅片與管材之間存有間隙，影響換熱效果。冷擠壓方法要求母材外形尺寸相對較大，成型后翅片間距也較大，為達到同樣換熱效果，設備整體相對較大，使制造成本增加。

高頻焊接技術與自動化加工設備是目前市場的主導，加工產品材質主要是以碳鋼為主。高頻焊接是根據電磁感應原理和交流電荷在導體中的趨膚效應、鄰近效應和渦流熱效應，使焊縫邊緣的鋼材局部加熱到熔融狀態，經滾輪的擠壓，使對接焊縫實現晶間接合，從而達到焊縫焊接的目的。由于焊接過程中高溫高熱的原因，為防止控制翅片間距的模塊變形，模塊厚度不宜過小，目前國內市場加工成型的翅片管上的翅片間距最小間距4mm(小直徑翅片管)。高頻焊接生產的翅片管，焊縫熱影響區較大，焊后需要額外的熱處理工序，否則會影響金屬的晶相組織而不適用于高溫或低溫環境；同時高頻焊翅片管的翅片間距普遍大于4mm，翅片厚度普遍大于0.8mm，基管最小壁厚為2mm，導致高頻焊翅片管的應用有所局限。

激光焊接是常用的焊接方式之一，激光焊接是利用電器元件產生高壓使疝燈發出強光，通過各種鏡片折射而聚焦于一點而產生高溫，使被焊接金屬的焊接部位融化后金屬液體融合，并迅速冷卻達到焊接的目的。激光焊接點直徑一般為0.2～0.4mm，對于小間距翅片管來說，如何保證形成翅片的鋼帶與基管之間緊密貼合以控制精準的焊接點中心位置是保證翅片管焊接精度和焊接質量的關鍵因素。

實用新型內容

為實現激光焊接制造小間距的技術要求，本實用新型的一個目的是提供一種可用于激光焊接制造小間距翅片管的夾具裝置。

本實用新型的另一個目的是提供一種激光焊接制造小間距翅片管的制造設備。

本實用新型提供的用于激光焊接制造小間距翅片管的夾具裝置包括：

夾具支座；

前夾具，設置于所述夾具支座上，所述前夾具下端設有弧形凹部用以使翅片管基管通過，所述弧形凹部上方設有凹槽，所述前夾具上還設置有用以使激光穿過的倒圓錐形激光投射孔，其與水平方向的夾角為45～60°；以及

后夾具，貼合設置在所述前夾具上，與所述前夾具上的凹槽形成鋼帶卡槽，用以使形成翅片的鋼帶在其中傳輸并貼近所述翅片管基管以進行激光焊接，所述鋼帶卡槽深度為0.3～0.8mm，寬度為10～20mm；所述后夾具上與翅片管成品對應處設置為1.8～4.8mm厚度的半圓環形曲面。

本實用新型提供的夾具裝置中，還包括一個或多個用以通入冷卻水的冷卻通道，所述冷卻通道由側面貫穿所述前夾具或所述后夾具。

本實用新型提供的夾具裝置中，還包括一個或多個用以排出焊渣的排渣通道，所述排渣通道側面貫穿所述前夾具和/或垂直貫穿所述前夾具及所述后夾具。

本實用新型提供的夾具裝置中，所述前夾具和所述后夾具上分別設置有可相互配合的凸臺與凹槽，用于定位所述前夾具和所述后夾具使二者間隙小于0.01mm。

本實用新型提供的夾具裝置中，所述夾具支座上與所述激光投射孔對應處設置有“V”字形凹部，用以使激光通過。

本實用新型提供的夾具裝置中，所述前夾具和所述后夾具的下部設置有多個螺孔，用以采用緊固螺栓將所述前夾具和所述后夾具進行貼合固定。

本實用新型提供的夾具裝置中，所述前夾具和所述后夾具的上部設置有多個定位銷孔，用以采用定位銷將所述前夾具和所述后夾具定位于所述夾具支座上。