一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種焊接工藝，尤其是涉及一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的熱流體通道封條結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。鋁合金板翅式換熱器芯子的制造工藝主要有可控氣氛式釬焊和真空釬焊，兩種釬焊均在580°C以上的高溫下進(jìn)行，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。
[0003]在熱量傳遞過(guò)程中，熱流密度和散熱器芯體的導(dǎo)熱截面積大小成反比，在散熱器芯體的外表面，由于截面積較大，熱流密度較小;對(duì)于采用傳統(tǒng)封條的散熱器芯體，導(dǎo)熱到臨界位置，封條與隔板之間發(fā)生面積突變，此時(shí)傳統(tǒng)熱流密度急劇增大，如圖10所示，此時(shí)在封條與隔板搭接位置產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力，如圖12所示，在這種情況下，真空釬焊過(guò)程中極易發(fā)生隔板熔穿和斷裂的情況。
[0004]加上鋁制散熱器各零件自身結(jié)構(gòu)的約束，即使未被焊穿，在這些位置殘留較大的釬焊應(yīng)力，對(duì)日后散熱器的正常使用也留下較大隱患。
[0005]鋁合金板翅式換熱器也會(huì)應(yīng)用于某些高溫工況，比如無(wú)油空氣壓縮機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)，排出的壓縮氣體溫度常高于260°C，通過(guò)鋁合金板翅式散熱器的冷卻，可下降至僅高于環(huán)境溫度10_20°C。類(lèi)似的工況還有發(fā)動(dòng)機(jī)中冷器，為其配套的散熱器也需要將氣體溫度從200°C以上冷卻到高于環(huán)境溫度20-30°C。在此類(lèi)工況下，由于鋁合金自身材料特性限制，和傳統(tǒng)散熱器各零件結(jié)構(gòu)的約束性，以及真空釬焊后在釬焊縫的各零件搭接位置的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致散熱器有較大的質(zhì)量隱患，安全系數(shù)大大降低。
[0006]因此，如何才能減少釬焊參與應(yīng)力，提升散熱器可靠度，是行業(yè)內(nèi)亟待解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到有效降低熱應(yīng)力集中，有效實(shí)現(xiàn)散熱器芯體釬焊抗熔蝕和提高散熱器使用壽命的效果。
[0008]本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0009]—種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，包括熱流體通道擾流翅片、熱流體通道封條、隔板、冷流體通道封條和冷流體通道擾流翅片，所述熱流體通道擾流翅片和冷流體通道擾流翅片為多層相間布置，各層之間分別通過(guò)隔板隔開(kāi);所述冷流體通道封條位于冷流體通道擾流翅片兩側(cè)，所述熱流體通道封條位于熱流體通道擾流翅片兩側(cè)，所述熱流體通道封條內(nèi)側(cè)面為“W”形或“山”字形突起。
[0010]所述熱流體通道封條的“W”形或“山”字形突起結(jié)構(gòu)中，中間突起高度高于兩側(cè)的突起高度。[0011 ]所述熱流體通道封條的“W”形或“山”字形突起結(jié)構(gòu)中，中間突起結(jié)構(gòu)的厚度小于兩側(cè)突起結(jié)構(gòu)的厚度。
[0012]所述熱流體通道封條截面為軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0013]所述熱流體通道封條上的槽深度?封條截面寬度的1/2。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型所述的一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，通過(guò)封條截面積的均勻變化，從而使得真空釬焊或散熱器高低溫工作過(guò)程中，熱流密度隨著截面積可以均勻的變化，有效的減小熱應(yīng)力集中，將最大應(yīng)力集中點(diǎn)轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)的安全位置，從而提高散熱器芯體的可靠度和散熱器的使用壽命。
[0016]無(wú)論是在散熱器芯體真空釬焊過(guò)程中，還是在高溫工況下工作，封條與隔板之間的截面積均勻變化，均可使得熱量傳導(dǎo)過(guò)程中，熱流密度能夠均勻變化，避免了由于熱流密度突變帶來(lái)的熱沖擊和熱應(yīng)力集中。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為傳統(tǒng)的熱流體通道封條結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為傳統(tǒng)的熱流體通道封條截面圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021 ]圖5為本實(shí)用新型的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型中熱流體通道封條的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為本實(shí)用新型中熱流體通道封條的截面圖；
[0024]圖8和圖9為本實(shí)用新型中熱流體通道封條呈不規(guī)則“W”形或“山”字形截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖10為現(xiàn)有技術(shù)中熱流密度隨封條截面變化曲線(xiàn)圖一；
[0026]圖11為現(xiàn)有技術(shù)中熱流密度隨封條截面變化曲線(xiàn)圖二；
[0027]圖12是現(xiàn)有技術(shù)中封條在仿真分析中的最大熱應(yīng)力位置圖；
[0028]圖13是本實(shí)用新型中封條在仿真分析中的最大熱應(yīng)力位置圖。
[0029]圖中:1-熱流體通道擾流翅片，2-熱流體通道封條，3-隔板，4-冷流體通道封條，5-冷流體通道擾流翅片，6-熱流體通道，7-冷流體通道。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0031]如圖3?7所示，本實(shí)用新型所述的一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，包括熱流體通道擾流翅片1、熱流體通道封條2、隔板3、冷流體通道封條4和冷流體通道擾流翅片5，所述熱流體通道擾流翅片I和冷流體通道擾流翅片5為多層相間布置，各層之間分別通過(guò)隔板3隔開(kāi);所述冷流體通道封條4位于冷流體通道擾流翅片5兩側(cè)，所述熱流體通道封條2位于熱流體通道擾流翅片I兩側(cè)，所述熱流體通道封條2內(nèi)側(cè)面為“W”形或“山”字形突起。
[0032]所述熱流體通道封條2的“W”形或“山”字形突起結(jié)構(gòu)中，中間突起高度高于兩側(cè)的突起高度。這樣在實(shí)際生產(chǎn)中，組裝散熱器芯體的時(shí)候，可以利于散熱翅片的定位。
[0033]所述熱流體通道封條2的“W”形或“山”字形突起結(jié)構(gòu)中，中間突起結(jié)構(gòu)的厚度小于兩側(cè)突起結(jié)構(gòu)的厚度。中間凸起的厚度需越小越好，這樣兩端熱流密度隨著截面積的變化會(huì)更加均勻。
[0034]所述熱流體通道封條2截面為軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0035]所述熱流體通道封條2上的槽深度2封條截面寬度的1/2?！癢”形狀的截面，其槽深度約深越好。
[0036]實(shí)施例一
[0037]如圖4所示，隔板3的與熱流體通道擾流翅片I和冷流體通道擾流翅片5的接觸面均覆蓋了釬料，在580°C以上的真空高溫環(huán)境中，釬料熔化，將隔板3與熱流體通道擾流翅片I和冷流體通道擾流翅片5釬接在一起，形成散熱器芯體。
[0038]真空環(huán)境下，高溫?zé)崃恳詿彷椛涞姆绞皆谏崞餍倔w外表面產(chǎn)生巨大的熱量和較高的溫度，散熱器芯體內(nèi)部和外部產(chǎn)生較大溫差，在這種溫度梯度下，熱量經(jīng)截面為“W”或“山”形的熱流體通道封條2，從高溫向低溫傳遞，從而產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)均溫，完成釬焊。
[0039]在本技術(shù)方案中，由于熱流體通道封條2截面采取“W”形或“山”字形逐步過(guò)渡的方式，在導(dǎo)熱過(guò)程中，能極大的降低熱流密度的突變，使其均勻過(guò)渡，如圖11所示，此時(shí)最大熱應(yīng)力的位置發(fā)生轉(zhuǎn)移，不再是隔板與封條的搭接位置，而是在封條“W”或“山”形狀的底部，如圖13所示，從而避免了在熱應(yīng)力集中的狀態(tài)下發(fā)生隔板熔穿的現(xiàn)象。
[0040]實(shí)施例二
[0041]如圖4所示為散熱器芯體的局部視圖，該散熱器芯體使用于某高溫工況。熱流體通道6通過(guò)溫度高達(dá)260°C的熱空氣，冷流體通道7通過(guò)溫度為常溫的空氣，在冷熱沖擊的情況下，在熱流體通道封條2和隔板3的搭接位置也容易形成較大的熱應(yīng)力沖擊。
[0042]熱流體通道封條2，其“W”形或“山”字形的兩端具備一定的伸縮性能，在高溫時(shí)能隨著散熱器芯體一起“膨脹”，低溫時(shí)隨著散熱器芯體一起“收縮”，使得熱流密度和溫度梯度在熱流體通道封條2與散熱器芯體之間有著逐步過(guò)渡的分布，從而減小熱應(yīng)力帶來(lái)的危害。
[0043]實(shí)施例三
[0044]如圖8和圖9所示的熱流體通道封條2，其形狀為不規(guī)則的“W”形或“山”字形，其在真空釬焊或者高溫工況工作的散熱器中，也能明顯的降低熱流密度突變的影響和轉(zhuǎn)移熱應(yīng)力集中的位置。
[0045]除上述結(jié)構(gòu)之外，凡是按照本實(shí)用新型的思想設(shè)計(jì)或等同替換得來(lái)的熱流體通道封條結(jié)構(gòu)，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，包括熱流體通道擾流翅片(1)、熱流體通道封條(2)、隔板(3)、冷流體通道封條(4)和冷流體通道擾流翅片(5)，所述熱流體通道擾流翅片(I)和冷流體通道擾流翅片(5)為多層相間布置，各層之間分別通過(guò)隔板(3)隔開(kāi);所述冷流體通道封條(4)位于冷流體通道擾流翅片(5)兩側(cè)，所述熱流體通道封條(2)位于熱流體通道擾流翅片(I)兩側(cè)，其特征在于:所述熱流體通道封條(2)內(nèi)側(cè)面為“W”形或“山”字形突起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱流體通道封條(2)的“W”形或“山”字形突起結(jié)構(gòu)中，中間突起高度高于兩側(cè)的突起高度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱流體通道封條(2)的“W”形或“山”字形突起結(jié)構(gòu)中，中間突起結(jié)構(gòu)的厚度小于兩側(cè)突起結(jié)構(gòu)的厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱流體通道封條(2)截面為軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱流體通道封條(2)上的槽深度2封條截面寬度的1/2。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種采用耐高溫異形封條的鋁合金板翅式換熱器結(jié)構(gòu)，屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，包括熱流體通道擾流翅片、熱流體通道封條、隔板、冷流體通道封條和冷流體通道擾流翅片，所述熱流體通道擾流翅片和冷流體通道擾流翅片為多層相間布置，各層之間分別通過(guò)隔板隔開(kāi)；冷流體通道封條位于冷流體通道擾流翅片兩側(cè)，熱流體通道封條位于熱流體通道擾流翅片兩側(cè)，熱流體通道封條內(nèi)側(cè)面為“W”形或“山”字形突起。本技術(shù)方案通過(guò)封條截面積均勻變化，使得真空釬焊或散熱器高低溫工作過(guò)程中，熱流密度隨著截面積可以均勻的變化，有效的減小熱應(yīng)力集中，將最大應(yīng)力集中點(diǎn)轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)的安全位置，從而提高散熱器芯體的可靠度和散熱器的使用壽命。
【IPC分類(lèi)】F28F9/18, F28F11/00, F16J15/16
【公開(kāi)號(hào)】CN205209323
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521027516
【發(fā)明人】李?lèi)痄h, 曹天琴
【申請(qǐng)人】貴州永紅航空機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日