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
技術領域：
本發明涉及冷卻器的制造技術領域，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：
隨著國民經濟的飛速發展，工業企業蓬勃成長，對電力的需求越來越高。無論在發 達國家還是在發展中國家，目前最可靠的環保經濟的電力均為核能電力。目前核電機的冷 卻器中所采用的循環冷卻水大部分采用高鹽分的海水以及未經深度處理的工業用水，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。因此核電機的冷卻器中的冷卻管及管板大多采用型號為Bfe30-l_l的鐵白銅作為 材料，但是型號為Bfe30-1-1的鐵白銅材料針對海水仍有0. 05mm/年的腐蝕量，并且型號為 Bfe30-1-1的鐵白銅材料的價格昂貴，從而增加了冷卻器的制造成本。冷卻器的芯體結構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。采用型號為Bfe30-1-1的鐵白銅作為材料 的冷卻管及管板，由于型號為Bfe30-1-1的鐵白銅材料的強度和化學活性較小以及線膨脹 系數較大，冷卻管與散熱片之間采用一次擴脹的方式連接固定；冷卻管與管板之間采用一 次擴脹，再焊接的固定連接方式。鈦類材料與型號為Bfe30-l_l的鐵白銅材料相比，具有更強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，由于其強度和化學活性大及其線膨脹系數小，鈦 冷卻管與散熱片及鈦管板之間的固定連接非常困難。

發明內容
本發明所要解決的技術問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。為解決上述問題，本發明采用的技術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)、在鈦冷卻管內填充潤滑劑，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 脹模頭進行擴脹定位，防止擴脹時鈦冷卻管滑移；擴脹定位完畢后，對擴管孔處進行著色探 傷，合格后方可進行下一步；(3)、用第一擴脹模頭對鈦冷卻管進行擴脹，擴脹分為第一次擴脹和第二次擴脹， 第一次擴脹完成后更換成第二擴脹模頭再進行第二次擴脹，第一次擴脹的擴脹量為所需擴 脹量的30 40%，兩次擴脹的速度均為4mm/s，第二次擴脹完成后，鈦冷卻管達到設定擴脹 量；
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(4)、擴脹結束后，檢測散熱片，確保散熱片與鈦冷卻管貼合處無松動現象；去除多 余的鈦冷卻管使其端口與鈦管板齊平，去除過程中必須使用油槍對機加工部位進行冷卻和 潤滑；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)、焊前準備焊接選用的焊絲牌號為ERTi-Ι，焊絲直徑為Imm;氬點采用 純氬，純度> 99.98% ；鎢極選用Φ2. Omm的鈰鎢極；焊機采用直流TIG焊機，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、對焊接表面和坡口附近進行脫脂處理；④、焊接工藝參數電源種類和特性直流正接；焊接層數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 ；氬氣保護時間30 60s ；⑤、焊縫表面酸洗鈍化處理對焊縫和影響區進行酸洗鈍化處理，酸洗后必須立即 用水把管口沖洗，整個酸洗過程溫度控制在40°C以下；⑥、焊接檢驗對所有焊縫進行著色，保證無任何裂縫和氧化現象產生。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，所述的潤滑劑由黃油 和碳按照11的比例均勻混合調配而成。鈦冷卻管與鈦管板之間的焊接工藝中，焊前準備步序還包括焊接區金屬在 2500C以上不受活性氣體N、0、H以及有害雜質元素C、Fe、Mn等污染；焊接區不能形成粗品 結晶；焊接區不能產生焊接線條應力及線條變形；焊絲表面清潔、無氧化皮、裂紋及斑疤和 夾渣等。本發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，產生了巨 大的經濟效益和社會效益。


圖1是本發明中鈦冷卻管、散熱片及鈦管板之間的安裝結構示意圖；圖中1、鈦冷卻管，2、散熱片，3、鈦管板，4、擴脹模頭。
具體實施例方式下面結合附圖對本發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 進一步的詳細描述。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內填充潤滑劑，晾干后備用，所述的潤滑劑由黃油和碳按照 11的比例均勻混合調配而成；(2)、在鈦冷卻管1上套裝上散熱片2及鈦管板3后，首先使用第一擴脹模頭在鈦 冷卻管1的一端進行擴脹定位，防止擴脹時鈦冷卻管1滑移；擴脹定位完畢后，對擴管孔處 進行著色探傷，在鈦管板3表面和鈦冷卻管1管孔檢測無任何裂紋和管開裂存在方可進行 下一步；其中鈦冷卻管1的擴脹模頭4包括第一擴脹模頭和第二擴脹模頭，其均采用鎢鋼材 料，淬火硬度為HRC65 75，表面粗糙度為RaO. 8 ；(3)、使用第一擴脹模頭對鈦冷卻管1進行擴脹，擴脹分為第一次擴脹和第二次擴 脹，第一次擴脹完成后更換成第二擴脹模頭再進行第二次擴脹，第一次擴脹的擴脹量為所 需擴脹量的30 40%，兩次擴脹的速度均為4mm/s，第二次擴脹完成后，鈦冷卻管1達到設 定擴脹量；例如鈦冷卻管1的原始管徑為Φ 13. 25，則第一次擴脹后的管徑為Φ 13. 35，第 二次擴脹后的管徑及最終目標管徑為Φ 13. 55 ；(4)、擴脹結束后，撥動散熱片，確保散熱片與鈦冷卻管1貼合處無松動現象，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，去除過程中 必須使用油槍對機加工部位進行冷卻和潤滑，因鈦冷卻管1經擴脹以及金屬割銑后，發生 了加工硬化現象，如再對鈦冷卻管1的端部與鈦管板3之間進行密封擴脹，勢必導致鈦冷卻 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)、焊前準備焊接區金屬在250°C以上不受活性氣體N、0、H以及有害雜質元素 C、Fe、Mn等污染；焊接區不能形成粗品結晶；焊接區不能產生焊接線條應力及線條變形； 焊接選用的焊絲牌號為ERTi-Ι，焊絲直徑為1mm，該焊絲的化學成分和力學性能與鈦材相 當，具有較高塑性；焊絲表面清潔、無氧化皮、裂紋及斑疤和夾渣等；氬點采用純氬，純度 ^ 99. 98% ；鎢極選用Φ 2. Omm的鈰鎢極；焊機采用直流TIG焊機，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的雜物；③、脫脂處理用海綿沾無硫乙醇或丙酮對輝接表面和坡口附近全部進行脫脂處理；④、焊接工藝參數電源種類和特性直流正接；焊接層數1;鎢極直徑2·Omm ；電流90 100A ；
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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 ；氬氣保護時間30 60s ；⑤、焊縫表面酸洗鈍化處理對焊縫和影響區進行酸洗鈍化處理，酸洗后必須立即 用水把管口沖洗，整個酸洗過程溫度控制在40°C以下；⑥、焊接檢驗對所有焊縫進行著色，保證無任何裂縫和氧化現象產生。
權利要求
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)、在鈦冷卻管內填充潤滑劑，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脹模頭進行擴脹定位，防止擴脹時鈦冷卻管滑移；擴脹定位完畢后，對擴管孔處進行著色探傷，合格后方可進行下一步；(3)、用第一擴脹模頭對鈦冷卻管進行擴脹，擴脹分為第一次擴脹和第二次擴脹，第一次擴脹完成后更換成第二擴脹模頭再進行第二次擴脹，第一次擴脹的擴脹量為所需擴脹量的30～40％，兩次擴脹的速度均為4mm/s，第二次擴脹完成后，鈦冷卻管達到設定擴脹量；(4)、擴脹結束后，檢測散熱片，確保散熱片與鈦冷卻管貼合處無松動現象；去除多余的鈦冷卻管使其端口與鈦管板齊平，去除過程中必須使用油槍對機加工部位進行冷卻和潤滑；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)、焊前準備焊接選用的焊絲牌號為ERTi 1，焊絲直徑為1mm；氬點采用純氬，純度≥99.98％；鎢極選用Φ2.0mm的鈰鎢極；焊機采用直流TIG焊機，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、對焊接表面和坡口附近進行脫脂處理； ④、焊接工藝參數電源種類和特性直流正接； 焊接層數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；氬氣保護時間30～60s；⑤、焊縫表面酸洗鈍化處理對焊縫和影響區進行酸洗鈍化處理，酸洗后必須立即用水把管口沖洗，整個酸洗過程溫度控制在40℃以下；⑥、焊接檢驗對所有焊縫進行著色，保證無任何裂縫和氧化現象產生。
2.根據權利要求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.根據權利要求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，所述的潤滑劑由 黃油和碳按照11的比例均勻混合調配而成。
4.根據權利要求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，焊前準備步序還包括焊接區金屬在 2500C以上不受活性氣體N、0、H以及有害雜質元素C、Fe、Mn等污染；焊接區不能形成粗品 結晶；焊接區不能產生焊接線條應力及線條變形；焊絲表面清潔、無氧化皮、裂紋及斑疤和 夾渣等。
全文摘要
本發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填充潤滑劑；在鈦冷卻管上套裝上散熱片及鈦管板后，首先在其一端進行擴脹定位；對鈦冷卻管進行擴脹，擴脹為二次擴脹，第一次擴脹的擴脹量為所需擴脹量的30～40％，擴脹的速度為4mm/s；焊接工藝焊接選用的焊絲牌號為ERTi-1，焊絲直徑為1mm；氬點采用純氬，純度≥99.98％；鎢極選用Φ2.0mm的鈰鎢極；焊機采用直流TIG焊機。本發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B23K9/235GK101954566SQ20101017977
公開日2011年1月26日 申請日期2010年5月19日 優先權日2010年5月19日
發明者姚建峰, 林建忠 申請人:張家港市恒強冷卻設備有限公司