专利名称：冷却器中钛冷却管与散热片及钛管板的固定连接工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷却器的制造技术领域，尤其涉及到冷却器中冷却管与散热片及冷却 管与管板之间的固定连接工艺。
背景技术：
随着国民经济的飞速发展，工业企业蓬勃成长，对电力的需求越来越高。无论在发 达国家还是在发展中国家，目前最可靠的环保经济的电力均为核能电力。目前核电机的冷 却器中所采用的循环冷却水大部分采用高盐分的海水以及未经深度处理的工业用水，由于 这种冷却水中泥沙含量较大，所以要求冷却器中的冷却管及管板必须采用抗腐蚀、抗盐腐 的材料。因此核电机的冷却器中的冷却管及管板大多采用型号为Bfe30-l_l的铁白铜作为 材料，但是型号为Bfe30-1-1的铁白铜材料针对海水仍有0. 05mm/年的腐蚀量，并且型号为 Bfe30-1-1的铁白铜材料的价格昂贵，从而增加了冷却器的制造成本。冷却器的芯体结构包括位于中心的冷却管，冷却管的两端固定有管板，管板之间 密布有散热片，所述的散热片套装在冷却管上。采用型号为Bfe30-1-1的铁白铜作为材料 的冷却管及管板，由于型号为Bfe30-1-1的铁白铜材料的强度和化学活性较小以及线膨胀 系数较大，冷却管与散热片之间采用一次扩胀的方式连接固定；冷却管与管板之间采用一 次扩胀，再焊接的固定连接方式。钛类材料与型号为Bfe30-l_l的铁白铜材料相比，具有更强的抗腐蚀性和抗盐腐 性。但是若要将钛类材料使用在冷却器中，由于其强度和化学活性大及其线膨胀系数小，钛 冷却管与散热片及钛管板之间的固定连接非常困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种冷却器中钛冷却管与散热片及钛管板之 间的固定连接工艺。为解决上述问题，本发明采用的技术方案是冷却器中钛冷却管与散热片及钛管 板的固定连接工艺，包括钛冷却管与散热片及钛冷却管与钛管板之间的胀接工艺、以及钛 冷却管与钛管板之间的焊接工艺，所述的钛冷却管与散热片及钛冷却管与钛管板之间的胀 接工艺，包括如下步骤(1)、在钛冷却管内填充润滑剂，晾干后备用；(2)、在钛冷却管上套装上散热片及钛管板后，首先在钛冷却管的一端使用第一扩 胀模头进行扩胀定位，防止扩胀时钛冷却管滑移；扩胀定位完毕后，对扩管孔处进行着色探 伤，合格后方可进行下一步；(3)、用第一扩胀模头对钛冷却管进行扩胀，扩胀分为第一次扩胀和第二次扩胀， 第一次扩胀完成后更换成第二扩胀模头再进行第二次扩胀，第一次扩胀的扩胀量为所需扩 胀量的30 40%，两次扩胀的速度均为4mm/s，第二次扩胀完成后，钛冷却管达到设定扩胀 量；
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(4)、扩胀结束后，检测散热片，确保散热片与钛冷却管贴合处无松动现象；去除多 余的钛冷却管使其端口与钛管板齐平，去除过程中必须使用油枪对机加工部位进行冷却和 润滑；所述的钛冷却管与钛管板之间的焊接工艺，包括如下步骤(1)、焊前准备焊接选用的焊丝牌号为ERTi-Ι，焊丝直径为Imm;氩点采用 纯氩，纯度> 99.98% ；钨极选用Φ2. Omm的铈钨极；焊机采用直流TIG焊机，焊炬采用 QS-75° /500型水冷式TIG焊炬；(2)、焊接①、去除钛冷却管管口的毛刺、重皮等；②、清除焊接表面及附近钛管板、钛冷却管上的杂物；③、对焊接表面和坡口附近进行脱脂处理；④、焊接工艺参数电源种类和特性直流正接；焊接层数1;钨极直径2.0mm;电流90 100A ；焊速6 8cm/min ；层间温度<200°C;线能量2·4 6. 7KT/cm ；喷嘴氩气14 15L/min ；氩气保护时间30 60s ；⑤、焊缝表面酸洗钝化处理对焊缝和影响区进行酸洗钝化处理，酸洗后必须立即 用水把管口冲洗，整个酸洗过程温度控制在40°C以下；⑥、焊接检验对所有焊缝进行着色，保证无任何裂缝和氧化现象产生。钛冷却管与散热片及钛冷却管与钛管板之间的胀接工艺中，钛冷却管的扩胀模头 采用钨钢材料，淬火硬度为HRC65 75，表面粗糙度为RaO. 8。钛冷却管与散热片及钛冷却管与钛管板之间的胀接工艺中，所述的润滑剂由黄油 和碳按照11的比例均勻混合调配而成。钛冷却管与钛管板之间的焊接工艺中，焊前准备步序还包括焊接区金属在 2500C以上不受活性气体N、0、H以及有害杂质元素C、Fe、Mn等污染；焊接区不能形成粗品 结晶；焊接区不能产生焊接线条应力及线条变形；焊丝表面清洁、无氧化皮、裂纹及斑疤和 夹渣等。本发明的有益效果是将钛类材料使用到冷却器中，提高了冷却器中冷却管及管 板的抗腐蚀、抗盐腐的性能，从而提高了冷却器的使用寿命，减少了频繁的检修，产生了巨 大的经济效益和社会效益。
图1是本发明中钛冷却管、散热片及钛管板之间的安装结构示意图；图中1、钛冷却管，2、散热片，3、钛管板，4、扩胀模头。
具体实施例方式下面结合附图对本发明冷却器中钛冷却管与散热片及钛管板的固定连接工艺作 进一步的详细描述。如图1所示，钛冷却管1与散热片2及钛管板3的固定连接工艺，包括钛冷却管 1与散热片2及钛冷却管1与钛管板3之间的胀接工艺、及钛冷却管1与钛管板3之间的焊 接工艺，所述的钛冷却管1与散热片2及钛冷却管1与钛管板3之间的胀接工艺，包括如下 步骤(1)、在钛冷却管1内填充润滑剂，晾干后备用，所述的润滑剂由黄油和碳按照 11的比例均勻混合调配而成；(2)、在钛冷却管1上套装上散热片2及钛管板3后，首先使用第一扩胀模头在钛 冷却管1的一端进行扩胀定位，防止扩胀时钛冷却管1滑移；扩胀定位完毕后，对扩管孔处 进行着色探伤，在钛管板3表面和钛冷却管1管孔检测无任何裂纹和管开裂存在方可进行 下一步；其中钛冷却管1的扩胀模头4包括第一扩胀模头和第二扩胀模头，其均采用钨钢材 料，淬火硬度为HRC65 75，表面粗糙度为RaO. 8 ；(3)、使用第一扩胀模头对钛冷却管1进行扩胀，扩胀分为第一次扩胀和第二次扩 胀，第一次扩胀完成后更换成第二扩胀模头再进行第二次扩胀，第一次扩胀的扩胀量为所 需扩胀量的30 40%，两次扩胀的速度均为4mm/s，第二次扩胀完成后，钛冷却管1达到设 定扩胀量；例如钛冷却管1的原始管径为Φ 13. 25，则第一次扩胀后的管径为Φ 13. 35，第 二次扩胀后的管径及最终目标管径为Φ 13. 55 ；(4)、扩胀结束后，拨动散热片，确保散热片与钛冷却管1贴合处无松动现象，保证 贴合率在90% 95%之间；去除多余的钛冷却管1使其端口与钛管板3齐平，去除过程中 必须使用油枪对机加工部位进行冷却和润滑，因钛冷却管1经扩胀以及金属割铣后，发生 了加工硬化现象，如再对钛冷却管1的端部与钛管板3之间进行密封扩胀，势必导致钛冷却 管1开裂，因此钛冷却管1的端部与钛管板3之间的固定连接均采用焊接；钛冷却管1与钛管板3之间的焊接工艺，包括如下步骤(1)、焊前准备焊接区金属在250°C以上不受活性气体N、0、H以及有害杂质元素 C、Fe、Mn等污染；焊接区不能形成粗品结晶；焊接区不能产生焊接线条应力及线条变形； 焊接选用的焊丝牌号为ERTi-Ι，焊丝直径为1mm，该焊丝的化学成分和力学性能与钛材相 当，具有较高塑性；焊丝表面清洁、无氧化皮、裂纹及斑疤和夹渣等；氩点采用纯氩，纯度 ^ 99. 98% ；钨极选用Φ 2. Omm的铈钨极；焊机采用直流TIG焊机，焊炬采用QS_75° /500 型水冷式TIG焊炬；(2)、焊接①、去除钛冷却管1管口的毛刺、重皮等；②、使用奥氏体、不锈钢钢丝刷清除焊接表面及附近钛管板3、钛冷却管1上的锈 皮、油漆赃物、灰尘以及能和钛起反应的杂物；③、脱脂处理用海绵沾无硫乙醇或丙酮对辉接表面和坡口附近全部进行脱脂处理；④、焊接工艺参数电源种类和特性直流正接；焊接层数1;钨极直径2·Omm ；电流90 100A ；
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辉速6 8cm/min ；层间温度<200°C;线能量2·4 6. 7KT/cm ；喷嘴氩气14 15L/min ；氩气保护时间30 60s ；⑤、焊缝表面酸洗钝化处理对焊缝和影响区进行酸洗钝化处理，酸洗后必须立即 用水把管口冲洗，整个酸洗过程温度控制在40°C以下；⑥、焊接检验对所有焊缝进行着色，保证无任何裂缝和氧化现象产生。
权利要求
冷却器中钛冷却管与散热片及钛管板的固定连接工艺，包括钛冷却管与散热片及钛冷却管与钛管板之间的胀接工艺、以及钛冷却管与钛管板之间的焊接工艺，其特征在于所述的钛冷却管与散热片及钛冷却管与钛管板之间的胀接工艺，包括如下步骤(1)、在钛冷却管内填充润滑剂，晾干后备用；(2)、在钛冷却管上套装上散热片及钛管板后，首先在钛冷却管的一端使用第一扩胀模头进行扩胀定位，防止扩胀时钛冷却管滑移；扩胀定位完毕后，对扩管孔处进行着色探伤，合格后方可进行下一步；(3)、用第一扩胀模头对钛冷却管进行扩胀，扩胀分为第一次扩胀和第二次扩胀，第一次扩胀完成后更换成第二扩胀模头再进行第二次扩胀，第一次扩胀的扩胀量为所需扩胀量的30～40％，两次扩胀的速度均为4mm/s，第二次扩胀完成后，钛冷却管达到设定扩胀量；(4)、扩胀结束后，检测散热片，确保散热片与钛冷却管贴合处无松动现象；去除多余的钛冷却管使其端口与钛管板齐平，去除过程中必须使用油枪对机加工部位进行冷却和润滑；所述的钛冷却管与钛管板之间的焊接工艺，包括如下步骤(1)、焊前准备焊接选用的焊丝牌号为ERTi 1，焊丝直径为1mm；氩点采用纯氩，纯度≥99.98％；钨极选用Φ2.0mm的铈钨极；焊机采用直流TIG焊机，焊炬采用QS 75°/500型水冷式TIG焊炬；(2)、焊接①、去除钛冷却管管口的毛刺、重皮等； ②、清除焊接表面及附近钛管板、钛冷却管上的杂物； ③、对焊接表面和坡口附近进行脱脂处理； ④、焊接工艺参数电源种类和特性直流正接； 焊接层数1； 钨极直径2.0mm；电流90～100A；焊速6～8cm/min；层间温度＜200℃；线能量2.4～6.7KT/cm；喷嘴氩气14～15L/min；氩气保护时间30～60s；⑤、焊缝表面酸洗钝化处理对焊缝和影响区进行酸洗钝化处理，酸洗后必须立即用水把管口冲洗，整个酸洗过程温度控制在40℃以下；⑥、焊接检验对所有焊缝进行着色，保证无任何裂缝和氧化现象产生。
2.根据权利要求1所述的冷却器中钛冷却管与散热片及钛管板的固定连接工艺，其特 征在于钛冷却管与散热片及钛冷却管与钛管板之间的胀接工艺中，钛冷却管的扩胀模头 采用钨钢材料，淬火硬度为HRC65 75，表面粗糙度为RaO. 8。
3.根据权利要求1或2所述的冷却器中钛冷却管与散热片及钛管板的固定连接工艺， 其特征在于钛冷却管与散热片及钛冷却管与钛管板之间的胀接工艺中，所述的润滑剂由 黄油和碳按照11的比例均勻混合调配而成。
4.根据权利要求1或2所述的冷却器中钛冷却管与散热片及钛管板的固定连接工艺，其特征在于钛冷却管与钛管板之间的焊接工艺中，焊前准备步序还包括焊接区金属在 2500C以上不受活性气体N、0、H以及有害杂质元素C、Fe、Mn等污染；焊接区不能形成粗品 结晶；焊接区不能产生焊接线条应力及线条变形；焊丝表面清洁、无氧化皮、裂纹及斑疤和 夹渣等。
全文摘要
本发明涉及一种冷却器中钛冷却管与散热片及钛管板的固定连接工艺，包括钛冷却管与散热片及钛冷却管与钛管板之间的胀接工艺及钛冷却管与钛管板之间的焊接工艺，胀接工艺在钛冷却管内填充润滑剂；在钛冷却管上套装上散热片及钛管板后，首先在其一端进行扩胀定位；对钛冷却管进行扩胀，扩胀为二次扩胀，第一次扩胀的扩胀量为所需扩胀量的30～40％，扩胀的速度为4mm/s；焊接工艺焊接选用的焊丝牌号为ERTi-1，焊丝直径为1mm；氩点采用纯氩，纯度≥99.98％；钨极选用Φ2.0mm的铈钨极；焊机采用直流TIG焊机。本发明可将钛类材料使用到冷却器中，提高了冷却器中冷却管及管板的抗腐蚀、抗盐腐的性能，从而提高了冷却器的使用寿命。
文档编号B23K9/235GK101954566SQ20101017977
公开日2011年1月26日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者姚建峰, 林建忠 申请人:张家港市恒强冷却设备有限公司