專利名稱：一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱器，具體是指應(yīng)用在汽車、化工、工程機(jī)械、石化、制冷、空調(diào)
等設(shè)備上用于各種介質(zhì)熱交換的一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法。
背景技術(shù)：
鋁制板翅式換熱器，由相互隔離且正交的高溫流體介質(zhì)通道與低溫流體介質(zhì)通道 的疊層構(gòu)成；通道中均焊有導(dǎo)熱翅片，由于采用的翅片結(jié)構(gòu)不同，換熱器的換熱效率和體積 亦不同，現(xiàn)有技術(shù)通常在高、低溫流體介質(zhì)通道中均采用三角形翅片，三角形翅片的換熱面 積較小，在滿足換熱效率的前提下，使得換熱器的形體較大，另外，由于鋁制板翅式換熱器 結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，現(xiàn)有技術(shù)采用真空釬焊工藝將其焊接成型；真空釬焊是在真空狀態(tài)下，對(duì)換 熱器結(jié)構(gòu)件進(jìn)行加熱和保溫，使釬料在適宜的溫度和時(shí)間內(nèi)熔化，在毛細(xì)力作用下與固態(tài) 結(jié)構(gòu)件金屬充分浸潤(rùn)、溶解、擴(kuò)散、熔合，從而達(dá)到將固態(tài)結(jié)構(gòu)件焊接在一起的一種先進(jìn)焊 接方法。然而，真空釬焊極易受工藝環(huán)境、手段、參數(shù)等因素影響，產(chǎn)生翅片彎曲倒伏、釬縫 斷續(xù)、虛焊、熔蝕、乃至泄漏等質(zhì)量缺陷，而泄漏屬重大質(zhì)量缺陷。因此，現(xiàn)有技術(shù)的鋁制板 翅式換熱器存在形體大，不緊湊，以及真空釬焊存在易出現(xiàn)翅片彎曲倒伏、釬縫斷續(xù)、虛焊、 熔蝕、泄漏不良缺陷的問(wèn)題與不足。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題與不足，本發(fā)明采用在高溫流體介質(zhì)通道中以錯(cuò)位 矩形翅片替代三角形翅片結(jié)構(gòu)，采取控制環(huán)境空氣濕度、夾持壓力、釬料厚度、加熱溫度、真 空度、時(shí)間等工藝參數(shù)的技術(shù)方案，提供一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法，旨 在通過(guò)對(duì)制品結(jié)構(gòu)、制作工藝的改進(jìn)，使鋁制板翅式換熱器，達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊，形體小巧，減少 不良缺陷、提高焊接質(zhì)量和提高換熱效率的目的。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法，包 括一種鋁制板翅式換熱器結(jié)構(gòu)、真空釬焊工藝方法，其中所述的一種鋁制板翅式換熱器結(jié) 構(gòu)為由側(cè)板、復(fù)合板、錯(cuò)位矩形翅片、三角形翅片、小封條、大封條構(gòu)成；其中，所述的側(cè)板為 鋁合金矩形板，厚度大于所述復(fù)合板；所述的復(fù)合板為鋁合金矩形薄板；所述的錯(cuò)位矩形 翅片為鋁合金薄板制成，楞條被沖制成品字形交錯(cuò)的沖口的矩形瓦楞板，楞高低于所述三 角形翅片的楞高；所述的三角形翅片為鋁合金矩形薄板制成的三角形瓦楞板；所述的小封 條為鋁合金制成的矩形長(zhǎng)條板，厚度與錯(cuò)位矩形翅片的楞高相等；所述的大封條為鋁合金 制成的矩形長(zhǎng)條板，厚度與三角形翅片的楞高相等。
各部件相互位置及連接關(guān)系 在上下二塊復(fù)合板之間的左右二邊，各焊有一只大封條，由上下二塊復(fù)合板與大 封條圍成的矩形通道，構(gòu)成低溫流體介質(zhì)通道；在低溫流體介質(zhì)通道中焊有一塊三角形翅 片，三角形翅片的楞邊與通道軸線平行，且每條楞邊均與復(fù)合板接觸的面焊合；在上下二塊 復(fù)合板之間的前后二邊，各焊有一只小封條，由上下二塊復(fù)合板與小封條圍成的矩形通道，
4構(gòu)成高溫流體介質(zhì)通道；在高溫流體介質(zhì)通道中焊有一塊錯(cuò)位矩形翅片，錯(cuò)位矩形翅片的
楞面與通道軸線平行，且每條楞面均與復(fù)合板接觸的面焊合；由上而下，由若干層相互被復(fù)
合板隔離，且通道軸線投影相互正交的低溫流體介質(zhì)通道與高溫流體介質(zhì)通道的交錯(cuò)疊層
焊接構(gòu)成；在低溫流體介質(zhì)通道與高溫流體介質(zhì)通道之間共用一塊復(fù)合板；在疊層的上下
二端各焊有一塊側(cè)板。 所述的真空釬焊工藝方法為 表面處理，對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行常規(guī)除油、除氧化層、清洗、烘干處理；
涂釬料，釬料厚度為復(fù)合板2厚度的10±3% ; 組裝，裝配夾持環(huán)境溫度室溫；相對(duì)濕度30% 40% RH ;借助工具、裝具，將各
構(gòu)件按所述位置及連接關(guān)系組合成型，裝入釬焊夾具03 ;所述的釬焊夾具是由不銹鋼制
成，設(shè)有預(yù)緊壓力彈簧的夾板；人工接觸構(gòu)件時(shí)，須佩戴干凈無(wú)油、垢、水的手套； 真空釬焊 設(shè)備，真空釬焊爐； 工藝過(guò)程為，預(yù)熱升溫，保溫；蓄能升溫，保溫；釬焊升溫，保溫；停電降溫，出爐；
將裝入夾具的工件置于真空釬焊爐底部的托架上，關(guān)閉爐門，啟動(dòng)真空釬焊爐
步驟一、預(yù)熱升溫，保溫；抽真空， —次預(yù)熱升溫，真空度6X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度150°C ;保溫，真空 度6X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度150°C ; 二次預(yù)熱升溫，真空度4X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度300°C ;保溫，真空 度4X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度300°C ; 三次預(yù)熱升溫，真空度6X 10—3大氣壓，時(shí)間20分鐘，工件溫度520°C ;保溫，真空
度6X 10—3大氣壓，時(shí)間40分鐘，工件溫度520°C ;步驟二、蓄能升溫，保溫； 真空度3X10—3大氣壓，時(shí)間20分鐘，工件溫度57(TC ;保溫，真空度3X 10—3大氣
壓，時(shí)間40分鐘，工件溫度570°C ; 步驟三、釬焊升溫，保溫； 真空度8X10—4大氣壓，時(shí)間20分鐘，工件溫度608";保溫，真空度8X 10—4大氣 壓，時(shí)間40分鐘，工件溫度608°C ;
步驟四、停電降溫，出爐； 釋放真空，時(shí)間30秒；送風(fēng)冷卻，風(fēng)溫室溫，待工件溫度降至IO(TC時(shí)出爐，風(fēng)冷至 室溫，從釬焊夾具中取下工件，送至下道工序，氬弧焊焊接導(dǎo)流板工序，從略。
工作原理 由于錯(cuò)位矩形翅片的換熱面積大于三角形翅片的換熱面積，錯(cuò)位矩形翅片可使高 溫流道的熱阻降低，三角形翅片可使低溫流道的流阻降低，基于高溫流體介質(zhì)通道中多用 于高溫液體介質(zhì)，低溫流體介質(zhì)通道多用于低溫氣體介質(zhì)，在相同換熱效率的前提下，錯(cuò)位 矩形翅片的棱高可以比三角形翅片低；因此，采取在高溫流體介質(zhì)通道中以錯(cuò)位矩形翅片 替代三角形翅片，使得制品結(jié)構(gòu)緊湊，形體小巧；通過(guò)控制裝夾構(gòu)件的環(huán)境空氣濕度，操作 佩戴干凈手套，減少構(gòu)件焊接面氧化鋁的形成，避免了制品產(chǎn)生虛焊不良；由于鋁合金工件 與不銹鋼釬焊夾具的熱脹系數(shù)不同，通過(guò)彈簧控制夾持工件的壓力，防止了翅片在高溫狀 態(tài)下產(chǎn)生彎曲倒伏不良；通過(guò)對(duì)構(gòu)件釬料涂層厚度、加熱溫度、真空度、時(shí)間等工藝參數(shù)的
5控制，避免了制品產(chǎn)生釬縫斷續(xù)、熔蝕、泄漏不良。 上述，本發(fā)明采用在高溫流體介質(zhì)通道中以錯(cuò)位矩形翅片替代三角形翅片結(jié)構(gòu)， 采取控制環(huán)境空氣濕度、夾持壓力、釬料厚度、加熱溫度、真空度、時(shí)間等工藝參數(shù)的技術(shù)方 案，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在形體大，不緊湊，以及真空釬焊存在易出現(xiàn)翅片彎曲倒伏、釬縫斷 續(xù)、虛焊、熔蝕、泄漏不良缺陷的問(wèn)題與不足，所提供的一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬 焊工藝方法，通過(guò)對(duì)制品結(jié)構(gòu)和制作工藝的改進(jìn)，使鋁制板翅式換熱器達(dá)到了結(jié)構(gòu)緊湊，形 體小巧，減少不良缺陷、提高焊接質(zhì)量和提高換熱效率的目的。


圖1是本發(fā)明的一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法的單層鋁制板翅 式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法的單層鋁制板翅 式換熱器的各構(gòu)件結(jié)構(gòu)的分解軸測(cè)示意圖；
圖3是圖2中A部的引出放大圖； 圖4是本發(fā)明的一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法的真空釬焊工藝
方法中，將多層鋁制板翅式換熱器的構(gòu)件裝入釬焊夾具狀態(tài)的軸測(cè)示意圖。 下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的
任何限制。 圖中側(cè)板1 、復(fù)合板2 、錯(cuò)位矩形翅片3 、三角形翅片4、小封條5 、大封條6 、高溫流 體介質(zhì)通道01、低溫流體介質(zhì)通道02、釬焊夾具03、彈簧04、夾板05。
具體實(shí)施例方式
參閱圖1 圖4，本發(fā)明的一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法，包括一 種鋁制板翅式換熱器結(jié)構(gòu)、真空釬焊工藝方法，其中所述的一種鋁制板翅式換熱器結(jié)構(gòu)為 由側(cè)板1、復(fù)合板2、錯(cuò)位矩形翅片3、三角形翅片4、小封條5、大封條6構(gòu)成；其中，所述的 側(cè)板1為鋁合金矩形板，厚度大于所述復(fù)合板2 ;所述的復(fù)合板2為鋁合金矩形薄板；所述 的錯(cuò)位矩形翅片3為鋁合金薄板制成，楞條被沖制成品字形交錯(cuò)的沖口的矩形瓦楞板，楞
高低于所述三角形翅片4的楞高；所述的三角形翅片4為鋁合金矩形薄板制成的三角形瓦 楞板；所述的小封條5為鋁合金制成的矩形長(zhǎng)條板，厚度與錯(cuò)位矩形翅片3的楞高相等；所 述的大封條6為鋁合金制成的矩形長(zhǎng)條板，厚度與三角形翅片4的楞高相等。
各部件相互位置及連接關(guān)系 在上下二塊復(fù)合板2之間的左右二邊，各焊有一只大封條6，由上下二塊復(fù)合板2 與大封條6圍成的矩形通道，構(gòu)成低溫流體介質(zhì)通道02 ;在低溫流體介質(zhì)通道02中焊有一 塊三角形翅片4，三角形翅片4的楞邊與通道軸線平行，且每條楞邊均與復(fù)合板2接觸的面 焊合；在上下二塊復(fù)合板2之間的前后二邊，各焊有一只小封條5，由上下二塊復(fù)合板2與 小封條5圍成的矩形通道，構(gòu)成高溫流體介質(zhì)通道Ol ;在高溫流體介質(zhì)通道Ol中焊有一塊 錯(cuò)位矩形翅片3，錯(cuò)位矩形翅片3的楞面與通道軸線平行，且每條楞面均與復(fù)合板2接觸的 面焊合；由上而下，由若干層相互被復(fù)合板2隔離，且通道軸線投影相互正交的低溫流體介 質(zhì)通道02與高溫流體介質(zhì)通道Ol的交錯(cuò)疊層焊接構(gòu)成；在低溫流體介質(zhì)通道02與高溫流體介質(zhì)通道01之間共用一塊復(fù)合板2 ;在疊層的上下二端各焊有一塊側(cè)板1。
所述的真空釬焊工藝方法為 表面處理，對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行常規(guī)除油、除氧化層、清洗、烘干處理；
涂釬料，釬料厚度為復(fù)合板2厚度的10±3% ; 組裝，裝配夾持環(huán)境溫度室溫；相對(duì)濕度30 % 40 % RH ;借助工具、裝具，將各 構(gòu)件按所述位置及連接關(guān)系組合成型，裝入釬焊夾具03 ;所述的釬焊夾具03是由不銹鋼制 成，設(shè)有預(yù)緊壓力彈簧04的夾板05 ;人工接觸構(gòu)件時(shí)，須佩戴干凈無(wú)油、垢、水的手套；
真空釬焊
設(shè)備，真空釬焊爐； 工藝過(guò)程為，預(yù)熱升溫，保溫；蓄能升溫，保溫；釬焊升溫，保溫；停電降溫，出爐；
將裝入夾具的工件置于真空釬焊爐底部的托架上，關(guān)閉爐門，啟動(dòng)真空釬焊爐
步驟一、預(yù)熱升溫，保溫；抽真空， —次預(yù)熱升溫，真空度6X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度150°C ;保溫，真空 度6X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度150°C ; 二次預(yù)熱升溫，真空度4X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度300°C ;保溫，真空 度4X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度300°C ; 三次預(yù)熱升溫，真空度6X 10—3大氣壓，時(shí)間20分鐘，工件溫度520°C ;保溫，真空 度6X 10—3大氣壓，時(shí)間40分鐘，工件溫度520°C ;
步驟二、蓄能升溫，保溫； 真空度3X 10—3大氣壓，時(shí)間20分鐘，工件溫度570°C ;保溫，真空度3X 10—3大氣 壓，時(shí)間40分鐘，工件溫度570°C ;
步驟三、釬焊升溫，保溫； 真空度8X10—4大氣壓，時(shí)間20分鐘，工件溫度608。C ;保溫，真空度8X 10—4大氣 壓，時(shí)間40分鐘，工件溫度608°C ;
步驟四、停電降溫，出爐； 釋放真空，時(shí)間30秒；送風(fēng)冷卻，風(fēng)溫室溫，待工件溫度降至IO(TC時(shí)出爐，風(fēng)冷至 室溫，從釬焊夾具03中取下工件，送至下道工序，氬弧焊焊接導(dǎo)流板工序，從略。
工作原理 由于錯(cuò)位矩形翅片3的換熱面積大于三角形翅片4的換熱面積，錯(cuò)位矩形翅片3 可使高溫流道的熱阻降低，三角形翅片4可使低溫流道的流阻降低，基于高溫流體介質(zhì)通 道中01多用于高溫液體介質(zhì)，低溫流體介質(zhì)通道02多用于低溫氣體介質(zhì)，在相同換熱效率 的前提下，錯(cuò)位矩形翅片3的棱高可以比三角形翅片4低；因此，采取在高溫流體介質(zhì)通道 中01以錯(cuò)位矩形翅片3替代三角形翅片4，使得制品結(jié)構(gòu)緊湊，形體小巧；通過(guò)控制裝夾構(gòu) 件的環(huán)境空氣濕度，操作佩戴干凈手套，減少構(gòu)件焊接面氧化鋁的形成，避免了制品產(chǎn)生虛 焊不良；由于鋁合金工件與不銹鋼釬焊夾具03的熱脹系數(shù)不同，通過(guò)彈簧04控制夾持工 件的壓力，防止了翅片在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生彎曲倒伏不良；通過(guò)對(duì)構(gòu)件釬料涂層厚度、加熱溫 度、真空度、時(shí)間等工藝參數(shù)的控制，避免了制品產(chǎn)生釬縫斷續(xù)、熔蝕、泄漏不良。
權(quán)利要求
一種鋁制板翅式換熱器，其特征在于包括側(cè)板(1)、復(fù)合板(2)、錯(cuò)位矩形翅片(3)、三角形翅片(4)、小封條(5)、大封條(6)，其中，所述的側(cè)板(1)為鋁合金矩形板，厚度大于所述復(fù)合板(2)；所述的復(fù)合板(2)為鋁合金矩形薄板；所述的錯(cuò)位矩形翅片(3)為鋁合金薄板制成，楞條被沖制成品字形交錯(cuò)的沖口的矩形瓦楞板，楞高低于所述三角形翅片(4)的楞高；所述的三角形翅片(4)為鋁合金矩形薄板制成的三角形瓦楞板；所述的小封條(5)為鋁合金制成的矩形長(zhǎng)條板，厚度與錯(cuò)位矩形翅片(3)的楞高相等；所述的大封條(6)為鋁合金制成的矩形長(zhǎng)條板，厚度與三角形翅片(4)的楞高相等；各部件相互位置及連接關(guān)系為，在上下二塊復(fù)合板(2)之間的左右二邊，各焊有一只大封條(6)，由上下二塊復(fù)合板(2)與大封條(6)圍成的矩形通道，構(gòu)成低溫流體介質(zhì)通道(02)；在低溫流體介質(zhì)通道(02)中焊有一塊三角形翅片(4)，三角形翅片(4)的楞邊與通道軸線平行，且每條楞邊均與復(fù)合板(2)接觸的面焊合；在上下二塊復(fù)合板(2)之間的前后二邊，各焊有一只小封條(5)，由上下二塊復(fù)合板(2)與小封條(5)圍成的矩形通道，構(gòu)成高溫流體介質(zhì)通道(01)；在高溫流體介質(zhì)通道(01)中焊有一塊錯(cuò)位矩形翅片(3)，錯(cuò)位矩形翅片(3)的楞面與通道軸線平行，且每條楞面均與復(fù)合板(2)接觸的面焊合；由上而下，由若干層相互被復(fù)合板(2)隔離，且通道軸線投影相互正交的低溫流體介質(zhì)通道(02)與高溫流體介質(zhì)通道(01)的交錯(cuò)疊層焊接構(gòu)成；在低溫流體介質(zhì)通道(02)與高溫流體介質(zhì)通道(01)之間共用一塊復(fù)合板(2)；在疊層的上下二端各焊有一塊側(cè)板(1)。
2. —種權(quán)利要求1所述的一種鋁制板翅式換熱器的真空釬焊工藝方法，其特征在于 表面處理，對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行常規(guī)除油、除氧化層、清洗、烘干處理； 涂釬料，釬料厚度為復(fù)合板(2)厚度的10±3% ;組裝，裝配夾持環(huán)境溫度室溫；相對(duì)濕度30% 40% RH ;借助工具、裝具，將各構(gòu)件 按所述位置及連接關(guān)系組合成型，裝入釬焊夾具(03);所述的釬焊夾具(03)是由不銹鋼 制成，設(shè)有預(yù)緊壓力彈簧(04)的夾板(05);人工接觸構(gòu)件時(shí)，須佩戴干凈無(wú)油、垢、水的手 套；真空釬焊 設(shè)備，真空釬焊爐；工藝過(guò)程為，預(yù)熱升溫，保溫；蓄能升溫，保溫；釬焊升溫，保溫；停電降溫，出爐； 將裝入夾具的工件置于真空釬焊爐底部的托架上，關(guān)閉爐門，啟動(dòng)真空釬焊爐 步驟一、預(yù)熱升溫，保溫；抽真空，一次預(yù)熱升溫，真空度6X10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度150°C ;保溫，真空度 6X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度150°C ;二次預(yù)熱升溫，真空度4X10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度300°C ;保溫，真空度 4X 10—2大氣壓，時(shí)間30分鐘，工件溫度300°C ;三次預(yù)熱升溫，真空度6X10—3大氣壓，時(shí)間20分鐘，工件溫度520°C ;保溫，真空度 6X 10—3大氣壓，時(shí)間40分鐘，工件溫度520°C ;步驟二、蓄能升溫，保溫；真空度3X 10—3大氣壓，時(shí)間20分鐘，工件溫度57(TC;保溫，真空度3X 10—3大氣壓，時(shí) 間40分鐘，工件溫度570°C ; 步驟三、釬焊升溫，保溫；真空度8X 10—4大氣壓，時(shí)間20分鐘，工件溫度608。C;保溫，真空度8X 10—4大氣壓，時(shí) 間40分鐘，工件溫度608t:; 步驟四、停電降溫，出爐；釋放真空，時(shí)間30秒；送風(fēng)冷卻，風(fēng)溫室溫，待工件溫度降至IO(TC時(shí)出爐，風(fēng)冷至室 溫，從釬焊夾具(03)中取下工件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法，包括一種鋁制板翅式換熱器結(jié)構(gòu)、真空釬焊工藝方法。本發(fā)明采用在高溫流體介質(zhì)通道中以錯(cuò)位矩形翅片替代三角形翅片結(jié)構(gòu)，采取控制環(huán)境空氣濕度、夾持壓力、釬料厚度、加熱溫度、真空度、時(shí)間等工藝參數(shù)的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在形體大，不緊湊，以及真空釬焊存在易出現(xiàn)翅片彎曲倒伏、釬縫斷續(xù)、虛焊、熔蝕、泄漏不良缺陷的問(wèn)題與不足，所提供的一種鋁制板翅式換熱器及其真空釬焊工藝方法，通過(guò)對(duì)制品結(jié)構(gòu)和制作工藝的改進(jìn)，使鋁制板翅式換熱器達(dá)到了結(jié)構(gòu)緊湊，形體小巧，減少不良缺陷、提高焊接質(zhì)量和提高換熱效率的目的。
文檔編號(hào)F28F3/06GK101782341SQ20101014564
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者汪再地, 金宗寶, 陳禮峰, 陳紹榮 申請(qǐng)人:寧波匯富機(jī)電制造有限公司