铝翅片管与钢铝复合板连接结构及焊接工艺.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103143849 A(43)申请公布日 2013.06.12CN103143849A*CN103143849A*(21)申请号 201310042374.5(22)申请日 2013.02.03B23K 31/02(2006.01)B23P 15/00(2006.01)F28F 9/26(2006.01)(71)申请人张文军地址 213000 江苏省常州市武进区邹区镇仕尚村委钱家村29号(72)发明人张文军(74)专利代理机构浙江永鼎律师事务所 33233代理人陆永强(54) 发明名称铝翅片管与钢铝复合板连接结构及焊接工艺(57) 摘要本发明属于散热装置技术领域，涉及

2、空冷器散热机构，尤其是涉及一种铝翅片管与钢铝复合板连接结构及其焊接工艺。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。本铝翅片管与钢铝复合板的焊接包括下述步骤：A、定位；B、清理；C、焊接；D、后处理。与现有的技术相比，本铝翅片管与钢铝复合板连接结构及焊接工艺的优点在于：加工工艺简单，易于实施，产品品质好。铝翅片管结构简单，整体重量轻，运输安装方便，不易腐蚀，使用寿命长，散热效果好。钢铝复合管板质量轻便于运输，使安装过程方便，散热效果好，能提高整体的空冷效果。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书4页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书4页

3、附图4页(10)申请公布号 CN 103143849 ACN 103143849 A1/2页21.一种铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺，其特征在于，本工艺包括下述步骤：A、定位：将铝翅片管（1）的铝基管（2）端部进行清洗，然后将铝基管（2）端部插入钢铝复合管板（3）的条形孔（4）中进行定位，再将铝基管（2）穿出条形孔（4）部分切除；B、清理：用压缩空气吹干净铝翅片管（1）的管孔、以及钢铝复合管板（3），确保铝翅片管（1）的铝基管（2）端部和钢铝复合管板（3）的条形孔（4）之间清洁、无油污；C、焊接：将铝翅片管（1）的铝基管（2）端部和钢铝复合管板（3）的条形孔（4）焊接成一体；D、后处理：焊接完

4、成后做渗透检查，渗透检验合格后进行压力检验，压力检验合格即完成铝翅片管（1）和钢铝复合板（2）的连接安装。2.根据权利要求1所述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺，其特征在于，在上述的步骤C中，焊接过程中实施分区焊接，且在焊接过程中放置隔离板，防止对流空气在实施焊接区域经过；在上述的步骤D中，压力检验时的试压时间为100-150分钟。3.根据权利要求1或2所述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺，其特征在于，所述的钢铝复合板通过下述步骤制得：、加工通槽：在钢基板（5）上加工若干通槽（6），且各通槽（6）均匀分布；、表面处理：将通槽（6）内壁进行表面处理，使其粗糙度不超过Sa2.5级，然后在通槽（6）

5、内壁做介面过渡处理；、铝浇铸：在模具中将熔融的铝水浇铸在上述钢基板（5）上使钢基板（5）与铝复合，获得具有用于安装铝翅片管的条形孔（4）的钢铝复合板（2）；、后处理：将钢铝复合板（2）的表面进行防腐处理。4.根据权利要求3所述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺，其特征在于，在上述的步骤中，所述的通槽（6）内加工出至少一个台阶（7），所述的台阶（7）上开有若干贯穿台阶的预留孔（8）；所述的预留孔（8）的外端设有倒角孔（9）。5.根据权利要求4所述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺，其特征在于，将上述预留孔（8）和倒角孔（9）内壁进行步骤和步骤的处理。6.根据权利要求5所述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接

6、工艺，其特征在于，所述的介面过渡处理包括在通槽（6）内壁和预留孔（8）内壁设置熔点介于钢和铝之间的金属颗粒材料。7.根据权利要求1或2所述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺，其特征在于，所述的铝翅片管通过下述步骤制得：a、铝基管处理：将呈扁型的铝基管（2）进行表面清洗，去除铝基管（2）表面的油污，确保铝基管（2）表面的清洁，然后将铝基管（2）进行表面干燥处理，并在表面干燥的铝基管（2）上涂刷熔焊剂；b、铺设铝翅片：将制备好的铝翅片（10）铺设在铝基管（2）的上下外表面，然后用夹具将铝翅片（10）和铝基管（2）压紧；c、焊接：将铝翅片（10）和铝基管（2）的接触部进行焊接，从而获得铝翅片管（1）。

7、8.一种铝翅片管与钢铝复合板的连接结构，其特征在于，本连接结构包括铝翅片管（1）和钢铝复合板（3），所述的铝翅片管（1）包括呈扁型的铝基管（2），在铝基管（2）的上下外表面分别焊接有铝翅片（10）；所述的钢铝复合板（3）包括钢基板（5），在钢基板（5）上设权 利 要 求 书CN 103143849 A2/2页3有若干均匀分布的通槽（6），所述的通槽（6）内设有由铝材浇铸而成的铝浇铸体（11），所述的铝浇铸体（11）上设置若干相互平行设置的用于安装铝翅片管的条形孔（4）；所述的铝基管（2）端部插入所述的条形孔（4）中且两者形状相匹配，所述的铝基管（2）通过焊接方式固定在条形孔（4）中。9.根据权

8、利要求8所述的铝翅片管与钢铝复合板的连接结构，其特征在于，所述的通槽（6）内壁设有至少一个台阶（7），所述的铝浇铸体（11）上设有与台阶（7）一一对应设置的凸台（12），所述的台阶（7）和凸台（12）相互吻合；所述的台阶（7）上开有若干贯穿台阶（7）的预留孔（8），所述的预留孔（8）内设有铝材浇铸而成的连接体（13），所述的连接体（13）与铝浇铸体（11）连为一体式结构。10.根据权利要求9所述的铝翅片管与钢铝复合板的连接结构，其特征在于，所述的预留孔（8）的外端设有倒角孔（9），所述的倒角孔（9）内设有与倒角孔（9）相匹配的头部（14），所述的头部（14）与连接体（13）连为一体式结构。权

9、利 要 求 书CN 103143849 A1/4页4铝翅片管与钢铝复合板连接结构及焊接工艺技术领域0001 本发明属于散热装置技术领域，涉及空冷器散热机构，尤其是涉及一种铝翅片管与钢铝复合板连接结构及其焊接工艺。背景技术0002 空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，简称“空冷器”，也称“空气冷却式换热器”。空冷器是独立的一套设备，占地面积小，可以按用户要求放置室内或室外，与设备连接可以用软管也可以用钢管。为了增加热交换速率，通常情况下会利用风机来增强空气的流动性，由于其冷却、散热能力强，节约水资源，因而被广泛应用于石油、化工、能源、冶金、航

10、空航天等领域。0003 现有技术中，翅片管与复合板的设计不够合理，两者之间的连接结构强度不高。铝基管是在钢管表面覆一层铝形成的钢铝复合管实际上就是钢管，表面覆铝是为了和铝翅片可以用焊接技术固定。这种基管因为是钢材，所以整体重量重，运输安装不方便，易被腐蚀，寿命低且空冷效果较差。另一方面，现有的复合板整体采用钢结构，为钢板，重量大，导致安装不方便，且因为钢的散热效果差，导致整个空冷器的散热效果差。并且目前的复合材料的成型工艺多采用爆炸成型或焊接堆焊方法、电镀方法等。爆炸成型需较安全的相对封闭的专用场地，爆炸要求作用面积大，爆炸未作用到的边缘部分存在间隙要切割后才能使用，造成成本上升。堆焊方法由于

11、采用大电流进行，焊接容易引起管板变形，为避免变形就要增加板厚度，且堆焊后还要进行机械加工，因此成本上升并且工时周期长。电镀的复合管板材料技术水平难度大，周期长，成本高。发明内容0004 本发明的目的是针对上述问题，提供一种易于实施，连接强度高的铝翅片管与钢铝复合板连接结构工艺。0005 本发明还有一目的是提供一种设计合理，结构简单，整体重量轻，运输安装方便，不易腐蚀的铝翅片管与钢铝复合板连接结构。0006 为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺，其特征在于，本工艺包括下述步骤：0007 A、定位：将铝翅片管的铝基管端部进行清洗，然后将铝基管端部插入钢铝复合管

12、板的条形孔中进行定位，再将铝基管穿出条形孔部分切除；0008 B、清理：用压缩空气吹干净铝翅片管的管孔、以及钢铝复合管板，确保铝翅片管的铝基管端部和钢铝复合管板的条形孔之间清洁、无油污；0009 C、焊接：将铝翅片管的铝基管端部和钢铝复合管板的条形孔焊接成一体；0010 D、后处理：焊接完成后做渗透检查，渗透检验合格后进行压力检验，压力检验合格即完成铝翅片管和钢铝复合板的连接安装。0011 在上述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺中，在上述的步骤C中，焊接过程中说 明 书CN 103143849 A2/4页5实施分区焊接，且在焊接过程中放置隔离板，防止对流空气在实施焊接区域经过；在上述的步骤D中

13、，压力检验时的试压时间为100-150分钟。0012 在上述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺中，所述的钢铝复合板通过下述步骤制得：0013 、加工通槽：在钢基板上加工若干通槽，且各通槽均匀分布；0014 、表面处理：将通槽内壁进行表面处理，使其粗糙度不超过Sa2.5级，然后在通槽内壁做介面过渡处理；0015 、铝浇铸：在模具中将熔融的铝水浇铸在上述钢基板上使钢基板与铝复合，获得具有用于安装铝翅片管的条形孔的钢铝复合板；0016 、后处理：将钢铝复合板的表面进行防腐处理。0017 在上述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺中，在上述的步骤中，所述的通槽内加工出至少一个台阶，所述的台阶上开有若干贯穿台

14、阶的预留孔；所述的预留孔的外端设有倒角孔。0018 在上述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺中，将上述预留孔和倒角孔内壁进行步骤和步骤的处理。0019 在上述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺中，所述的介面过渡处理包括在通槽内壁和预留孔内壁设置熔点介于钢和铝之间的金属颗粒材料。0020 在上述的铝翅片管与钢铝复合板的焊接工艺中，所述的铝翅片管通过下述步骤制得：0021 a、铝基管处理：将呈扁型的铝基管进行表面清洗，去除铝基管表面的油污，确保铝基管表面的清洁，然后将铝基管进行表面干燥处理，并在表面干燥的铝基管上涂刷熔焊剂；0022 b、铺设铝翅片：将制备好的铝翅片铺设在铝基管的上下外表面，然后用夹具

15、将铝翅片和铝基管压紧；0023 c、焊接：将铝翅片和铝基管的接触部进行焊接，从而获得铝翅片管。0024 一种铝翅片管与钢铝复合板的连接结构，其特征在于，本连接结构包括铝翅片管和钢铝复合板，所述的铝翅片管包括呈扁型的铝基管，在铝基管的上下外表面分别焊接有铝翅片；所述的钢铝复合板包括钢基板，在钢基板上设有若干均匀分布的通槽，所述的通槽内设有由铝材浇铸而成的铝浇铸体，所述的铝浇铸体上设置若干相互平行设置的用于安装铝翅片管的条形孔；所述的铝基管端部插入所述的条形孔中且两者形状相匹配，所述的铝基管通过焊接方式固定在条形孔中。0025 在上述的铝翅片管与钢铝复合板的连接结构中，所述的通槽内壁设有至少一个台

16、阶，所述的铝浇铸体上设有与台阶一一对应设置的凸台，所述的台阶和凸台相互吻合；所述的台阶上开有若干贯穿台阶的预留孔，所述的预留孔内设有铝材浇铸而成的连接体，所述的连接体与铝浇铸体连为一体式结构。0026 在上述的铝翅片管与钢铝复合板的连接结构中，所述的预留孔的外端设有倒角孔，所述的倒角孔内设有与倒角孔相匹配的头部，所述的头部与连接体连为一体式结构。0027 与现有的技术相比，本铝翅片管与钢铝复合板连接结构及焊接工艺的优点在于：加工工艺简单，易于实施，产品品质好。铝翅片管结构简单，整体重量轻，运输安装方便，不说 明 书CN 103143849 A3/4页6易腐蚀，使用寿命长，散热效果好。钢铝复合管

17、板质量轻便于运输，使安装过程方便，散热效果好，能提高整体的空冷效果。附图说明0028 图1是本发明提供的铝翅片管和钢铝复合管板连接后的结构示意图。0029 图2是本发明提供的空冷器铝翅片管结构示意图。0030 图3是本发明提供的钢铝复合板结构示意图。0031 图4是图3中A-A沿线放大的剖视图。0032 图5是图3中B-B沿线放大的剖视图。0033 图6是图3中C-C沿线放大的剖视图。0034 图中，铝翅片管1、铝基管2、钢铝复合管板3、条形孔4、钢基板5、通槽6、台阶7、预留孔8、倒角孔9、铝翅片10、铝浇铸体11、凸台12、连接体13、头部14。具体实施方式0035 如图1所示，本铝翅片管

18、与钢铝复合板的焊接工艺包括下述步骤：0036 A、定位：将铝翅片管1的铝基管2端部进行清洗，然后将铝基管2端部插入钢铝复合管板3的条形孔4中进行定位，再将铝基管2穿出条形孔4部分切除；0037 B、清理：用压缩空气吹干净铝翅片管1的管孔、以及钢铝复合管板3，确保铝翅片管1的铝基管2端部和钢铝复合管板3的条形孔4之间清洁、无油污；0038 C、焊接：将铝翅片管1的铝基管2端部和钢铝复合管板3的条形孔4焊接成一体；焊接过程中实施分区焊接，且在焊接过程中放置隔离板，防止对流空气在实施焊接区域经过；在上述的步骤D中，压力检验时的试压时间为100-150分钟。0039 D、后处理：焊接完成后做渗透检查，

19、渗透检验合格后进行压力检验，压力检验合格即完成铝翅片管1和钢铝复合板2的连接安装。0040 本发明中，钢铝复合板通过下述步骤制得：0041 、加工通槽：在钢基板5上加工若干通槽6，且各通槽6均匀分布；、表面处理：将通槽6内壁进行表面处理，使其粗糙度不超过Sa2.5级，然后在通槽6内壁做介面过渡处理；、铝浇铸：在模具中将熔融的铝水浇铸在上述钢基板5上使钢基板5与铝复合，获得具有用于安装铝翅片管的条形孔4的钢铝复合板2；、后处理：将钢铝复合板2的表面进行防腐处理。其中，介面过渡处理包括在通槽6内壁和预留孔8内壁设置熔点介于钢和铝之间的金属颗粒材料。0042 在上述的步骤中，通槽6内加工出至少一个台

20、阶7，台阶7上开有若干贯穿台阶的预留孔8；预留孔8的外端设有倒角孔9。将上述预留孔8和倒角孔9内壁进行步骤和步骤的处理。0043 本发明中，铝翅片管通过下述步骤制得：0044 a、铝基管处理：将呈扁型的铝基管2进行表面清洗，去除铝基管2表面的油污，确保铝基管2表面的清洁，然后将铝基管2进行表面干燥处理，并在表面干燥的铝基管2上涂刷熔焊剂。b、铺设铝翅片：将制备好的铝翅片10铺设在铝基管2的上下外表面，然后用夹具将铝翅片10和铝基管2压紧。c、焊接：将铝翅片10和铝基管2的接触部进行焊接，从而说 明 书CN 103143849 A4/4页7获得铝翅片管1。0045 如图2-6所示，一种铝翅片管与

21、钢铝复合板的连接结构，包括铝翅片管1和钢铝复合板3，所述的铝翅片管1包括呈扁型的铝基管2，在铝基管2的上下外表面分别焊接有铝翅片10；所述的钢铝复合板3包括钢基板5，在钢基板5上设有若干均匀分布的通槽6，通槽6内设有由铝材浇铸而成的铝浇铸体11，铝浇铸体11上设置若干相互平行设置的用于安装铝翅片管的条形孔4；铝基管2端部插入所述的条形孔4中且两者形状相匹配，铝基管2通过焊接方式固定在条形孔4中。0046 通槽6内壁设有至少一个台阶7，所述的铝浇铸体11上设有与台阶7一一对应设置的凸台12，所述的台阶7和凸台12相互吻合；所述的台阶7上开有若干贯穿台阶7的预留孔8，所述的预留孔8内设有铝材浇铸而

22、成的连接体13，所述的连接体13与铝浇铸体11连为一体式结构。预留孔8的外端设有倒角孔9，所述的倒角孔9内设有与倒角孔9相匹配的头部14，所述的头部14与连接体13连为一体式结构。0047 本发明充分利用铝的特性，减轻了成本及重量，为施工安装提供了方便，且因为铝防腐性强，在使用过程中，不需要额外的保护，节约成本的同时还大大增加了寿命。另一方面，整体重量轻，焊接效果好，大大增加了空冷效果。0048 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。0049 尽管本文较多地使用了铝翅片管1、铝基管2、钢铝复合管板3、条形孔4、钢基板5、通槽6、台阶7、预留孔8、倒角孔9、铝翅片10、铝浇铸体11、凸台12、连接体13、头部14等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。说 明 书CN 103143849 A1/4页8图1说 明 书 附 图CN 103143849 A2/4页9图2图3说 明 书 附 图CN 103143849 A3/4页10图4说 明 书 附 图CN 103143849 A10