專利名稱：冷卻器中鈦冷卻管與散熱片及鈦管板的固定連接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻器的制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到冷卻器中冷卻管與散熱片及冷卻 管與管板之間的固定連接工藝。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)蓬勃成長(zhǎng)，對(duì)電力的需求越來(lái)越高。無(wú)論在發(fā) 達(dá)國(guó)家還是在發(fā)展中國(guó)家，目前最可靠的環(huán)保經(jīng)濟(jì)的電力均為核能電力。目前核電機(jī)的冷 卻器中所采用的循環(huán)冷卻水大部分采用高鹽分的海水以及未經(jīng)深度處理的工業(yè)用水，由于 這種冷卻水中泥沙含量較大，所以要求冷卻器中的冷卻管及管板必須采用抗腐蝕、抗鹽腐 的材料。因此核電機(jī)的冷卻器中的冷卻管及管板大多采用型號(hào)為Bfe30-l_l的鐵白銅作為 材料，但是型號(hào)為Bfe30-1-1的鐵白銅材料針對(duì)海水仍有0. 05mm/年的腐蝕量，并且型號(hào)為 Bfe30-1-1的鐵白銅材料的價(jià)格昂貴，從而增加了冷卻器的制造成本。冷卻器的芯體結(jié)構(gòu)包括位于中心的冷卻管，冷卻管的兩端固定有管板，管板之間 密布有散熱片，所述的散熱片套裝在冷卻管上。采用型號(hào)為Bfe30-1-1的鐵白銅作為材料 的冷卻管及管板，由于型號(hào)為Bfe30-1-1的鐵白銅材料的強(qiáng)度和化學(xué)活性較小以及線膨脹 系數(shù)較大，冷卻管與散熱片之間采用一次擴(kuò)脹的方式連接固定；冷卻管與管板之間采用一 次擴(kuò)脹，再焊接的固定連接方式。鈦類材料與型號(hào)為Bfe30-l_l的鐵白銅材料相比，具有更強(qiáng)的抗腐蝕性和抗鹽腐 性。但是若要將鈦類材料使用在冷卻器中，由于其強(qiáng)度和化學(xué)活性大及其線膨脹系數(shù)小，鈦 冷卻管與散熱片及鈦管板之間的固定連接非常困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種冷卻器中鈦冷卻管與散熱片及鈦管板之 間的固定連接工藝。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是冷卻器中鈦冷卻管與散熱片及鈦管 板的固定連接工藝，包括鈦冷卻管與散熱片及鈦冷卻管與鈦管板之間的脹接工藝、以及鈦 冷卻管與鈦管板之間的焊接工藝，所述的鈦冷卻管與散熱片及鈦冷卻管與鈦管板之間的脹 接工藝，包括如下步驟(1)、在鈦冷卻管內(nèi)填充潤(rùn)滑劑，晾干后備用；(2)、在鈦冷卻管上套裝上散熱片及鈦管板后，首先在鈦冷卻管的一端使用第一擴(kuò) 脹模頭進(jìn)行擴(kuò)脹定位，防止擴(kuò)脹時(shí)鈦冷卻管滑移；擴(kuò)脹定位完畢后，對(duì)擴(kuò)管孔處進(jìn)行著色探 傷，合格后方可進(jìn)行下一步；(3)、用第一擴(kuò)脹模頭對(duì)鈦冷卻管進(jìn)行擴(kuò)脹，擴(kuò)脹分為第一次擴(kuò)脹和第二次擴(kuò)脹， 第一次擴(kuò)脹完成后更換成第二擴(kuò)脹模頭再進(jìn)行第二次擴(kuò)脹，第一次擴(kuò)脹的擴(kuò)脹量為所需擴(kuò) 脹量的30 40%，兩次擴(kuò)脹的速度均為4mm/s，第二次擴(kuò)脹完成后，鈦冷卻管達(dá)到設(shè)定擴(kuò)脹 量；
4
(4)、擴(kuò)脹結(jié)束后，檢測(cè)散熱片，確保散熱片與鈦冷卻管貼合處無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象；去除多 余的鈦冷卻管使其端口與鈦管板齊平，去除過(guò)程中必須使用油槍對(duì)機(jī)加工部位進(jìn)行冷卻和 潤(rùn)滑；所述的鈦冷卻管與鈦管板之間的焊接工藝，包括如下步驟(1)、焊前準(zhǔn)備焊接選用的焊絲牌號(hào)為ERTi-Ι，焊絲直徑為Imm;氬點(diǎn)采用 純氬，純度> 99.98% ；鎢極選用Φ2. Omm的鈰鎢極；焊機(jī)采用直流TIG焊機(jī)，焊炬采用 QS-75° /500型水冷式TIG焊炬；(2)、焊接①、去除鈦冷卻管管口的毛刺、重皮等；②、清除焊接表面及附近鈦管板、鈦冷卻管上的雜物；③、對(duì)焊接表面和坡口附近進(jìn)行脫脂處理；④、焊接工藝參數(shù)電源種類和特性直流正接；焊接層數(shù)1;鎢極直徑2.0mm;電流90 100A ；焊速6 8cm/min ；層間溫度<200°C;線能量2·4 6. 7KT/cm ；噴嘴氬氣14 15L/min ；氬氣保護(hù)時(shí)間30 60s ；⑤、焊縫表面酸洗鈍化處理對(duì)焊縫和影響區(qū)進(jìn)行酸洗鈍化處理，酸洗后必須立即 用水把管口沖洗，整個(gè)酸洗過(guò)程溫度控制在40°C以下；⑥、焊接檢驗(yàn)對(duì)所有焊縫進(jìn)行著色，保證無(wú)任何裂縫和氧化現(xiàn)象產(chǎn)生。鈦冷卻管與散熱片及鈦冷卻管與鈦管板之間的脹接工藝中，鈦冷卻管的擴(kuò)脹模頭 采用鎢鋼材料，淬火硬度為HRC65 75，表面粗糙度為RaO. 8。鈦冷卻管與散熱片及鈦冷卻管與鈦管板之間的脹接工藝中，所述的潤(rùn)滑劑由黃油 和碳按照11的比例均勻混合調(diào)配而成。鈦冷卻管與鈦管板之間的焊接工藝中，焊前準(zhǔn)備步序還包括焊接區(qū)金屬在 2500C以上不受活性氣體N、0、H以及有害雜質(zhì)元素C、Fe、Mn等污染；焊接區(qū)不能形成粗品 結(jié)晶；焊接區(qū)不能產(chǎn)生焊接線條應(yīng)力及線條變形；焊絲表面清潔、無(wú)氧化皮、裂紋及斑疤和 夾渣等。本發(fā)明的有益效果是將鈦類材料使用到冷卻器中，提高了冷卻器中冷卻管及管 板的抗腐蝕、抗鹽腐的性能，從而提高了冷卻器的使用壽命，減少了頻繁的檢修，產(chǎn)生了巨 大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
圖1是本發(fā)明中鈦冷卻管、散熱片及鈦管板之間的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、鈦冷卻管，2、散熱片，3、鈦管板，4、擴(kuò)脹模頭。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明冷卻器中鈦冷卻管與散熱片及鈦管板的固定連接工藝作 進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，鈦冷卻管1與散熱片2及鈦管板3的固定連接工藝，包括鈦冷卻管 1與散熱片2及鈦冷卻管1與鈦管板3之間的脹接工藝、及鈦冷卻管1與鈦管板3之間的焊 接工藝，所述的鈦冷卻管1與散熱片2及鈦冷卻管1與鈦管板3之間的脹接工藝，包括如下 步驟(1)、在鈦冷卻管1內(nèi)填充潤(rùn)滑劑，晾干后備用，所述的潤(rùn)滑劑由黃油和碳按照 11的比例均勻混合調(diào)配而成；(2)、在鈦冷卻管1上套裝上散熱片2及鈦管板3后，首先使用第一擴(kuò)脹模頭在鈦 冷卻管1的一端進(jìn)行擴(kuò)脹定位，防止擴(kuò)脹時(shí)鈦冷卻管1滑移；擴(kuò)脹定位完畢后，對(duì)擴(kuò)管孔處 進(jìn)行著色探傷，在鈦管板3表面和鈦冷卻管1管孔檢測(cè)無(wú)任何裂紋和管開裂存在方可進(jìn)行 下一步；其中鈦冷卻管1的擴(kuò)脹模頭4包括第一擴(kuò)脹模頭和第二擴(kuò)脹模頭，其均采用鎢鋼材 料，淬火硬度為HRC65 75，表面粗糙度為RaO. 8 ；(3)、使用第一擴(kuò)脹模頭對(duì)鈦冷卻管1進(jìn)行擴(kuò)脹，擴(kuò)脹分為第一次擴(kuò)脹和第二次擴(kuò) 脹，第一次擴(kuò)脹完成后更換成第二擴(kuò)脹模頭再進(jìn)行第二次擴(kuò)脹，第一次擴(kuò)脹的擴(kuò)脹量為所 需擴(kuò)脹量的30 40%，兩次擴(kuò)脹的速度均為4mm/s，第二次擴(kuò)脹完成后，鈦冷卻管1達(dá)到設(shè) 定擴(kuò)脹量；例如鈦冷卻管1的原始管徑為Φ 13. 25，則第一次擴(kuò)脹后的管徑為Φ 13. 35，第 二次擴(kuò)脹后的管徑及最終目標(biāo)管徑為Φ 13. 55 ；(4)、擴(kuò)脹結(jié)束后，撥動(dòng)散熱片，確保散熱片與鈦冷卻管1貼合處無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，保證 貼合率在90% 95%之間；去除多余的鈦冷卻管1使其端口與鈦管板3齊平，去除過(guò)程中 必須使用油槍對(duì)機(jī)加工部位進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑，因鈦冷卻管1經(jīng)擴(kuò)脹以及金屬割銑后，發(fā)生 了加工硬化現(xiàn)象，如再對(duì)鈦冷卻管1的端部與鈦管板3之間進(jìn)行密封擴(kuò)脹，勢(shì)必導(dǎo)致鈦冷卻 管1開裂，因此鈦冷卻管1的端部與鈦管板3之間的固定連接均采用焊接；鈦冷卻管1與鈦管板3之間的焊接工藝，包括如下步驟(1)、焊前準(zhǔn)備焊接區(qū)金屬在250°C以上不受活性氣體N、0、H以及有害雜質(zhì)元素 C、Fe、Mn等污染；焊接區(qū)不能形成粗品結(jié)晶；焊接區(qū)不能產(chǎn)生焊接線條應(yīng)力及線條變形； 焊接選用的焊絲牌號(hào)為ERTi-Ι，焊絲直徑為1mm，該焊絲的化學(xué)成分和力學(xué)性能與鈦材相 當(dāng)，具有較高塑性；焊絲表面清潔、無(wú)氧化皮、裂紋及斑疤和夾渣等；氬點(diǎn)采用純氬，純度 ^ 99. 98% ；鎢極選用Φ 2. Omm的鈰鎢極；焊機(jī)采用直流TIG焊機(jī)，焊炬采用QS_75° /500 型水冷式TIG焊炬；(2)、焊接①、去除鈦冷卻管1管口的毛刺、重皮等；②、使用奧氏體、不銹鋼鋼絲刷清除焊接表面及附近鈦管板3、鈦冷卻管1上的銹 皮、油漆贓物、灰塵以及能和鈦起反應(yīng)的雜物；③、脫脂處理用海綿沾無(wú)硫乙醇或丙酮對(duì)輝接表面和坡口附近全部進(jìn)行脫脂處理；④、焊接工藝參數(shù)電源種類和特性直流正接；焊接層數(shù)1;鎢極直徑2·Omm ；電流90 100A ；
6
輝速6 8cm/min ；層間溫度<200°C;線能量2·4 6. 7KT/cm ；噴嘴氬氣14 15L/min ；氬氣保護(hù)時(shí)間30 60s ；⑤、焊縫表面酸洗鈍化處理對(duì)焊縫和影響區(qū)進(jìn)行酸洗鈍化處理，酸洗后必須立即 用水把管口沖洗，整個(gè)酸洗過(guò)程溫度控制在40°C以下；⑥、焊接檢驗(yàn)對(duì)所有焊縫進(jìn)行著色，保證無(wú)任何裂縫和氧化現(xiàn)象產(chǎn)生。
權(quán)利要求
冷卻器中鈦冷卻管與散熱片及鈦管板的固定連接工藝，包括鈦冷卻管與散熱片及鈦冷卻管與鈦管板之間的脹接工藝、以及鈦冷卻管與鈦管板之間的焊接工藝，其特征在于所述的鈦冷卻管與散熱片及鈦冷卻管與鈦管板之間的脹接工藝，包括如下步驟(1)、在鈦冷卻管內(nèi)填充潤(rùn)滑劑，晾干后備用；(2)、在鈦冷卻管上套裝上散熱片及鈦管板后，首先在鈦冷卻管的一端使用第一擴(kuò)脹模頭進(jìn)行擴(kuò)脹定位，防止擴(kuò)脹時(shí)鈦冷卻管滑移；擴(kuò)脹定位完畢后，對(duì)擴(kuò)管孔處進(jìn)行著色探傷，合格后方可進(jìn)行下一步；(3)、用第一擴(kuò)脹模頭對(duì)鈦冷卻管進(jìn)行擴(kuò)脹，擴(kuò)脹分為第一次擴(kuò)脹和第二次擴(kuò)脹，第一次擴(kuò)脹完成后更換成第二擴(kuò)脹模頭再進(jìn)行第二次擴(kuò)脹，第一次擴(kuò)脹的擴(kuò)脹量為所需擴(kuò)脹量的30～40％，兩次擴(kuò)脹的速度均為4mm/s，第二次擴(kuò)脹完成后，鈦冷卻管達(dá)到設(shè)定擴(kuò)脹量；(4)、擴(kuò)脹結(jié)束后，檢測(cè)散熱片，確保散熱片與鈦冷卻管貼合處無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象；去除多余的鈦冷卻管使其端口與鈦管板齊平，去除過(guò)程中必須使用油槍對(duì)機(jī)加工部位進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑；所述的鈦冷卻管與鈦管板之間的焊接工藝，包括如下步驟(1)、焊前準(zhǔn)備焊接選用的焊絲牌號(hào)為ERTi 1，焊絲直徑為1mm；氬點(diǎn)采用純氬，純度≥99.98％；鎢極選用Φ2.0mm的鈰鎢極；焊機(jī)采用直流TIG焊機(jī)，焊炬采用QS 75°/500型水冷式TIG焊炬；(2)、焊接①、去除鈦冷卻管管口的毛刺、重皮等； ②、清除焊接表面及附近鈦管板、鈦冷卻管上的雜物； ③、對(duì)焊接表面和坡口附近進(jìn)行脫脂處理； ④、焊接工藝參數(shù)電源種類和特性直流正接； 焊接層數(shù)1； 鎢極直徑2.0mm；電流90～100A；焊速6～8cm/min；層間溫度＜200℃；線能量2.4～6.7KT/cm；噴嘴氬氣14～15L/min；氬氣保護(hù)時(shí)間30～60s；⑤、焊縫表面酸洗鈍化處理對(duì)焊縫和影響區(qū)進(jìn)行酸洗鈍化處理，酸洗后必須立即用水把管口沖洗，整個(gè)酸洗過(guò)程溫度控制在40℃以下；⑥、焊接檢驗(yàn)對(duì)所有焊縫進(jìn)行著色，保證無(wú)任何裂縫和氧化現(xiàn)象產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻器中鈦冷卻管與散熱片及鈦管板的固定連接工藝，其特 征在于鈦冷卻管與散熱片及鈦冷卻管與鈦管板之間的脹接工藝中，鈦冷卻管的擴(kuò)脹模頭 采用鎢鋼材料，淬火硬度為HRC65 75，表面粗糙度為RaO. 8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷卻器中鈦冷卻管與散熱片及鈦管板的固定連接工藝， 其特征在于鈦冷卻管與散熱片及鈦冷卻管與鈦管板之間的脹接工藝中，所述的潤(rùn)滑劑由 黃油和碳按照11的比例均勻混合調(diào)配而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷卻器中鈦冷卻管與散熱片及鈦管板的固定連接工藝，其特征在于鈦冷卻管與鈦管板之間的焊接工藝中，焊前準(zhǔn)備步序還包括焊接區(qū)金屬在 2500C以上不受活性氣體N、0、H以及有害雜質(zhì)元素C、Fe、Mn等污染；焊接區(qū)不能形成粗品 結(jié)晶；焊接區(qū)不能產(chǎn)生焊接線條應(yīng)力及線條變形；焊絲表面清潔、無(wú)氧化皮、裂紋及斑疤和 夾渣等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷卻器中鈦冷卻管與散熱片及鈦管板的固定連接工藝，包括鈦冷卻管與散熱片及鈦冷卻管與鈦管板之間的脹接工藝及鈦冷卻管與鈦管板之間的焊接工藝，脹接工藝在鈦冷卻管內(nèi)填充潤(rùn)滑劑；在鈦冷卻管上套裝上散熱片及鈦管板后，首先在其一端進(jìn)行擴(kuò)脹定位；對(duì)鈦冷卻管進(jìn)行擴(kuò)脹，擴(kuò)脹為二次擴(kuò)脹，第一次擴(kuò)脹的擴(kuò)脹量為所需擴(kuò)脹量的30～40％，擴(kuò)脹的速度為4mm/s；焊接工藝焊接選用的焊絲牌號(hào)為ERTi-1，焊絲直徑為1mm；氬點(diǎn)采用純氬，純度≥99.98％；鎢極選用Φ2.0mm的鈰鎢極；焊機(jī)采用直流TIG焊機(jī)。本發(fā)明可將鈦類材料使用到冷卻器中，提高了冷卻器中冷卻管及管板的抗腐蝕、抗鹽腐的性能，從而提高了冷卻器的使用壽命。
文檔編號(hào)B23K9/235GK101954566SQ20101017977
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者姚建峰, 林建忠 申請(qǐng)人:張家港市恒強(qiáng)冷卻設(shè)備有限公司