[發明專利]全焊式板式換熱器激光焊接方法、裝置、控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110342329.6
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113042890B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 劉佳;芮兆猛;石巖;劉鳳德;張宏
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70;B23K26/14;B23K37/04
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

本發明屬于換熱器焊接技術領域，公開了一種全焊式板式換熱器激光焊接方法、裝置、控制系統及方法，所述全焊式板式換熱器激光焊接裝置中壓框下端設置有底座，底座上側設置有支撐裝置，支撐裝置上端設置有升降臺，升降臺上側設置有板式換熱器，升降臺通過通孔套接有導桿；支撐裝置設置有第一矩形支架、第二矩形支架和液壓缸；第一矩形支架、第二矩形支架兩個矩形支架呈交叉形態，由支撐軸連接，兩個支架各有一端連接有滾輪，另一端分別固定在底座和升降臺上。本發明結構簡單，制作成本低，能夠有效的配合激光焊接技術完成板式換熱器的焊接，提高生產效率。

技術領域

本發明屬于換熱器焊接技術領域，尤其涉及一種全焊式板式換熱器激光焊接方法、裝置、控制系統及方法。

背景技術

目前，板式換熱器是由若干具有一定波紋形狀的金屬片疊裝制成的，根據密封方式的不同，板式換熱器可分為可拆式板式換熱器、半焊式板式換熱器和全焊式板式換熱器，它們最大的區別在于全焊式板式換熱器沒有密封墊片，半焊式板式換熱器每對板片間有一條密封圈，而可拆式板式換熱器則每片板片間均有一條密封圈。全焊式板式換熱器整個板片周圍以焊接的方式進行密封，其工作壓力范圍可由真空至20MPa，溫度范圍達-200℃～900℃，全焊式板式換熱器以其換熱效率高，耐高溫，抗高壓，耐腐蝕，結構緊湊等優點被廣泛應用。

全焊式板式換熱器依賴于先進的焊接技術，目前對于全焊式板式換熱器的焊接方式有電弧焊、電阻焊、等離子弧焊和激光焊等。傳統的焊接方式多依賴于焊接工人的熟練度，焊接效率低，焊接質量參差不齊，難以實現自動化生產，基本無法滿足現代化大批量生產的需求。激光焊具有焊縫質量高、速度快、可實現各種難溶高強度鋼的焊接等優點，同時焊縫表面無需特殊處理，容易實現自動化，可達到精確控制的加工生產過程，所以激光焊接逐漸成為板式換熱器主流的焊接技術。

中國專利CN 104551404A公開了一種板式換熱器焊接設備及焊接方法，該裝置先用第一套夾具定位裝置對兩背向疊合的板片進行定位加緊，利用六軸機器人進行激光焊接；然后用第二套夾具定位裝置對若干板片單元進行定位加緊，并對相鄰板片單元的邊緣進行激光焊接。該設備占地空間較大，夾具定位系統復雜，定位效果差，且焊接路徑單一，只適用于圓形板殼式換熱器，這種換熱器換熱系數高，但冷熱介質對流角度不成180°，且流道阻力大，導致該類型換熱器壓降大，而換熱功率不高。

中國專利CN 104972234A公開了一種用于印刷電路板式換熱器激光焊接的工裝，該裝置的定位銷豎直貫穿多層位于底座、頂蓋之間，四個定位銷呈矩形分布對應板式換熱器的四個通孔；頂蓋和底座之間通過螺柱緊固連接并將中間的金屬換熱板夾緊，焊接完成之后定位銷通過退銷螺釘頂出金屬換熱板內。該裝置僅僅是用于印刷電路板式換熱器初始定位階段，后續換熱流道的形成則是利用擴散焊來實現的，該裝置不適用于全焊式板式換熱器的焊接。

中國專利CN 112304130 A公開了一種釬焊復合夾管的板翅式換熱器，其所述換熱器由管層通道單元和普通層通道單元組成，第一板片與第二板片之間夾有可以進行釬焊材質的多根直管，構成管層通道單元，第二板片與第三板片之間有流通槽，構成普通層通道單元。管層通道單元與普通層通道單元分別流通高溫液體和低溫液體。但由于管層通道單元中直管之間有一定間隙，且管層通道單元和普通層通道單元之間板厚不均勻，使得換熱器換熱效率并不高，且結構復雜。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)現有的板式換熱器焊接設備占地空間較大，夾具定位系統復雜，定位效果差，且焊接路徑單一，不適用于冷、熱介質對流角度成180°換熱的全焊式板式換熱器。

(2)現有的用于印刷電路板式換熱器激光焊接的工裝僅僅是用于印刷電路板式換熱器初始定位階段，后續換熱流道的形成則是利用擴散焊來實現的，該裝置不適用于全焊式板式換熱器的焊接。。

(3)現有全焊式板式換熱器焊接因為封裝技術問題以及保證密封，冷熱介質對流角度大多呈90°，致使換熱效率低。