一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法与流程

本发明涉及一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法。

背景技术

微通道铝扁管主要用于汽车空调和家用空调中的换热器，其功能是作为空调冷媒的流通管路。空调行业对扁管的性能要求主要有两点：尺寸要求和爆破压力要求。尺寸要求通常精确到0.01mm，部分型号扁管爆破压力要求会超过30mpa。微通道扁管尺寸最难控制的就是加强筋厚度，而扁管爆破压力受加强筋厚度的影响也非常大。所以，扁管加强筋厚度是产品最主要的性能之一，也是最难以保证的性能之一。

扁管的加强筋厚度难以控制，主要原因是：微通道扁管的挤压比非常大，很多型号的挤压比超过500，挤压过程中，摩擦阻力非常大，很容易出现扁管加强筋供料不足，导致加强筋由矩形变为漏斗形，加强筋厚度超出下公差，且扁管爆破压力达不到要求。(备注：挤压比表征从原材料铝棒到产品扁管的变形程度，表示为铝棒的截面积除以扁管的截面积.)

通过收集大量的产品数据，发现加强筋变形主要发生在挤压初始阶段，即挤压速度提升阶段。分析原因为：挤压初始阶段，原材料铝棒最长，挤压时的阻力最大，且挤压速度在提升，需要挤压压力克服阻力并为产品提供一个加速度。该阶段容易发生挤压压力不能满足需求，以致扁管加强筋供料不足发生变形。目前的挤压方法主要靠工人手动控制，人为因素影响很大，难以保证加强筋的稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法，解决现有技术中靠工人手动控制微通道铝扁管的挤出，挤出速度难以控制，稳定性差，导致微通道铝扁管加强筋变形，扁管尺寸爆破压力不满足要求的技术问题。

本发明为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法，包括如下步骤：

1)、采用挤出设备对原材料铝棒进行挤压，生产微通道铝扁管；挤压开始后，微通道铝扁管挤出速度从0开始以第一加速度a1匀加速增加，挤压设备实时监测微通道铝扁管挤出速度；

2)、监测到微通道铝扁管挤出速度达到稳定速度v1时，挤出设备控制微通道铝扁管以稳定速度v1匀速挤出，以稳定速度v1匀速挤出的持续时间为t；

3)、挤出设备控制微通道铝扁管挤出速度从v1开始以第二加速度a2匀加速增加，至微通道铝扁管挤出速度达到最大速度vmax，然后以最大速度vmax匀速挤出，至原材料铝棒挤压结束；

所述第一加速度a1、第二加速度a2的单位为m/s²，v1、vmax的单位为m/s，持续时间t的单位为s。

现有的挤压方式主要靠工人手动控制，人为因素影响很大，难以保证产品的稳定性。如果工人的经验不足，挤压初始阶段提速过快，就有可能产生扁管加强筋供料不足发生变形，导致扁管尺寸和爆破压力不符合要求。本发明采用挤压设备自动控制，通过对控制器的软件部分进行改进，对微通道铝扁管挤出速度进行分段控制，控制精度高，设备运行稳定，使该阶段挤压压力满足需求，扁管加强筋部位供料充分，不易使加强筋发生变形，消除了人为因素的影响，产品的稳定性强。

采用分段控制的原因是：挤压初始阶段，原材料铝棒最长，挤压时的阻力最大，且挤压速度在提升，需要挤压压力克服阻力并为产品提供一个加速度。该阶段容易发生挤压压力不能满足需求的情况，以致扁管加强筋供料不足发生变形。对挤压速度采用分段控制，在挤压速度从0加速到设定值后，速度不再增加，保持恒速运行。恒速运行阶段，不需要挤压压力来提供加速度，挤压压力只需要克服阻力，使挤压压力容易满足需求，避免出现扁管加强筋供料不足发生变形。待扁管恒速运行一段时间后，部分铝棒已被挤压成扁管，铝棒长度减小，阻力减小，这时候扁管速度增加，挤压压力足以克服阻力并未扁管提供一个加速度。

而且，由设备自动控制挤压过程，控制精度高，设备运行稳定，消除了人为因素的影响，产品的稳定性强。该挤出设备为现有的设备，具体结构不再赘述，型号xj-2500t，购买于无锡市源昌机械制造有限公司公司。

进一步改进，挤压开始前，通过输入端将第一加速度a1、第二加速度a2、稳定速度v1、最大速度vmax和持续时间t各参数值输入给挤压设备的控制器。根据待挤出微通道铝扁管的规格，事先在挤出设备上设定第一加速度a1、第二加速度a2、稳定速度v1、最大速度vmax和持续时间t各参数值，然后挤出设备的控制器根据设定参数自动运行进行挤压。

进一步改进，所述稳定速度v1小于微通道铝扁管喷锌启动速度。因为当扁管挤出稳定速度v1小于喷锌启动速度时，喷锌设备不会启动，扁管是不喷锌的，属于工艺报废，即使这部分扁管出现加强筋供料不足，也不会流入客户端。喷锌启动速度为0.5m/s，稳定速度v1的范围为0.33-0.42m/s。部分挤压铝型材产品对耐腐蚀性能有较高的要求，为了提高产品的耐腐蚀性能，行业内通用的处理办法是在挤压过程中，使用喷锌设备在微通道铝扁管表面喷涂一层锌。喷锌启动速度表示喷锌设备启动时，微通道铝扁管挤出速度。当微通道铝扁管挤出速度小于喷锌启动速度时，喷锌设备处于关闭状态，不对微通道铝扁管挤出速度表面进行喷锌，微通道铝扁管端头不喷锌的这一段属于工艺报废段。通常喷锌启动速度为0.5m/s，稳定速度v1的设定范围是0.33-0.42m/s。

进一步改进，所述第一加速度a1的范围为0.02-0.05m/s²，第二加速度a2的范围为0.02-0.08m/s²，a1和a2的范围是根据挤压设备的特性和长期生产经验的总结决定的，在上述参数范围内，扁管加强筋部位供料充分，不易使加强筋发生变形，产品的稳定性强。且微通道铝扁管的米重越大，第一加速度a1、第二加速度a2值越小。米重是指微通道铝扁管每米的重量，当挤压速度一定时，米重越大，表示每秒挤出的扁管重量越大。

进一步改进，所述最大速度vmax的范围为0.75-1.67m/s。vmax的范围由挤压设备的特性和扁管的特性综合决定。

进一步改进，所述持续时间t的范围为5-15s。t的选择范围要达到两点要求：一是其下限要使稳定时间过后，挤压压力有降低趋势，表示挤压压力有余力来为扁管提供一个加速度；二是其上限要使微通道铝扁管端头实际不喷新长度≤工艺规定不喷锌长度。因为扁管的稳定速度v1是小于喷锌启动速度的，即恒速运行阶段，扁管是不喷锌报废的，所以时间不能太长，否则报废太多，增加生产成本。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用挤压设备自动控制，通过对控制器的软件部分进行改进，在挤压初始阶段，原材料铝棒最长，挤压时的阻力最大，且挤压速度在不断提升，需要挤压压力克服阻力并为产品提供一个加速度，通过分段对微通道铝扁管挤出速度进行控制，控制精度高，设备运行稳定，使该阶段挤压压力满足需求，扁管加强筋部位供料充分，不易使加强筋发生变形，消除了人为因素的影响，产品的稳定性强。

附图说明

图1为微通道铝扁管端面。

图2为实施例一中手动控制挤压出的微通道铝扁管端面。

图3为实施例一中采用设备自动挤出的微通道铝扁管端面。

图4为实施例二中手动控制挤压出的微通道铝扁管端面。

图5为实施例二中采用设备自动挤出的微通道铝扁管端面。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一：

扬州瑞斯乐复合金属材料有限公司是一家生产微通道铝扁管的企业。公司某一型号扁管，如图1所示，采用现有的手动控制挤压方式，有一定概率发生扁管加强筋变形，如图2所示(图2是采用影像测量仪拍摄的微通道铝扁管截面形貌图)，导致扁管尺寸和爆破压力不符合要求。

采用使用本发明所述的挤压控制方法进行挤压：

1)设定稳定速度v1为0.33m/s(20m/min)。

2)该型号扁管米重为75.3g/m，属于米重比较大的型号，第一加速度a1在设定范围内取较小值0.02m/s²。

3)设定持续时间t为10s。

4)第二加速度a2在设定范围内取较小值0.03m/s²。

5)最大速度vmax在设定范围内取较小值0.83m/s(50m/min)。

设定完成后，挤压设备按照设定程序自动生产该型号扁管，生产中未发生扁管加强筋严重变形，扁管尺寸和爆破压力符合要求的情况，如图3所示，图3是采用影像测量仪拍摄的微通道铝扁管截面形貌图。

实施例二：

公司某一型号扁管，加强筋厚度要求0.16±0.04mm，因为该型号扁管加强筋厚度过小，采用现有的手动控制挤压方式，扁管加强筋发生变形甚至开裂，导致扁管尺寸和爆破压力不符合要求，如图4所示，图4是采用影像测量仪拍摄的微通道铝扁管截面形貌图。

采用使用本发明所述的挤压控制方法进行挤压：

1)设定稳定速度v1为0.33m/s(20m/min)。

2)该型号扁管米重为31.7g/m，属于米重中等的型号，第一加速度a1在设定范围内取中间值0.04m/s²。

3)设定持续时间t为10s。

4)设定第二加速度a2在设定范围内取中间值0.05m/s²。

5)最大速度vmax在设定范围内取中间值1m/s(60m/min)。

设定完成后，挤压设备按照设定程序自动生产该型号扁管，生产中未发生扁管加强筋严重变形甚至开裂，扁管尺寸和爆破压力符合要求的情况，如图5所示，图5是采用影像测量仪拍摄的微通道铝扁管截面形貌图。

实施例三：

公司某一型号扁管，采用现有的手动控制挤压方式，扁管尺寸和爆破压力稳定性中等，基本能够满足要求。

采用使用本发明所述的挤压控制方法进行挤压：

1)设定稳定速度v1为0.33m/s(20m/min)。

2)该型号扁管米重为26.3g/m，属于米重较小的型号，第一加速度a1在设定范围内取较大值0.05m/s²。

3)设定持续时间t为10s。

4)第二加速度a2在设定范围内取较大值0.08m/s².

5)最大速度vmax在设定范围内取较大值1.33m/s(80m/min).

设定完成后，挤压设备按照设定程序自动生产该型号扁管，扁管尺寸和爆破压力稳定性良好，生产对工人的职业技能要求降低，工人的劳动强度也有一定程度降低。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。