用于激光焊接制造小间距翅片管的夹具装置以及制造设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及翅片管制造领域，具体涉及一种用于激光焊接制造小间距翅片管的夹具装置以及包含所述夹具装置的小间距翅片管制造设备。
【背景技术】
[0002]翅片管是金属基管表面绕有钢带形成螺旋形翅片，并利用翅片进行热交换的换热元件，它是目前国内外公认的高效热交换元件。翅片管大量应用于石油化工、电力行业的换热与余热回收工段。目前，市场上绝大多数缠绕式生产的翅片管都在翅片根部产生了较为明显的褶皱，并且在高温或低温环境下，翅片容易产生松动脱落，大大降低了换热系数。而我国现有的翅片管生产设备多属于半机械、半手工生产方式，不可数控编程、机械调速等环节导致了生产效率低、产品样式单一、产品质量不稳定。
[0003]换热过程是通过翅片的外表面进行管材内外部热量交换的过程。因此单位基管长度上的翅片数量越多，换热面积就越大，换热效率就越高。现国内加工制造的翅片管的翅片间距较大，单位基管长度上翅片圈数偏少，从而严重制约了换热面积与换热效率。这主要是受翅片的焊接方式、焊接间距、翅片与基管的结合形式的影响。
[0004]目前国内市场在基管上安装翅片的方法很多，主要有套装、镶嵌、钎焊、高频焊和冷挤压。
[0005]套装、镶嵌方法未经过焊接加工，翅片与管材之间存有间隙，影响换热效果。冷挤压方法要求母材外形尺寸相对较大，成型后翅片间距也较大，为达到同样换热效果，设备整体相对较大，使制造成本增加。
[0006]高频焊接技术与自动化加工设备是目前市场的主导，加工产品材质主要是以碳钢为主。高频焊接是根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应，使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态，经滚轮的挤压，使对接焊缝实现晶间接合，从而达到焊缝焊接的目的。由于焊接过程中高温高热的原因，为防止控制翅片间距的模块变形，模块厚度不宜过小，目前国内市场加工成型的翅片管上的翅片间距最小间距4mm(小直径翅片管)。高频焊接生产的翅片管，焊缝热影响区较大，焊后需要额外的热处理工序，否则会影响金属的晶相组织而不适用于高温或低温环境；同时高频焊翅片管的翅片间距普遍大于4_，翅片厚度普遍大于0.8_，基管最小壁厚为2_，导致高频焊翅片管的应用有所局限。
[0007]激光焊接是常用的焊接方式之一，激光焊接是利用电器元件产生高压使疝灯发出强光，通过各种镜片折射而聚焦于一点而产生高温，使被焊接金属的焊接部位融化后金属液体融合，并迅速冷却达到焊接的目的。激光焊接点直径一般为0.2?0.4_，对于小间距翅片管来说，如何保证形成翅片的钢带与基管之间紧密贴合以控制精准的焊接点中心位置是保证翅片管焊接精度和焊接质量的关键因素。
【实用新型内容】
[0008]为实现激光焊接制造小间距的技术要求，本实用新型的一个目的是提供一种可用于激光焊接制造小间距翅片管的夹具装置。
[0009]本实用新型的另一个目的是提供一种激光焊接制造小间距翅片管的制造设备。
[0010]本实用新型提供的用于激光焊接制造小间距翅片管的夹具装置包括:
[0011]夹具支座；
[0012]前夹具，设置于所述夹具支座上，所述前夹具下端设有弧形凹部用以使翅片管基管通过，所述弧形凹部上方设有凹槽，所述前夹具上还设置有用以使激光穿过的倒圆锥形激光投射孔，其与水平方向的夹角为45?60° ;以及
[0013]后夹具，贴合设置在所述前夹具上，与所述前夹具上的凹槽形成钢带卡槽，用以使形成翅片的钢带在其中传输并贴近所述翅片管基管以进行激光焊接，所述钢带卡槽深度为0.3?0.8mm，宽度为10?20mm ;所述后夹具上与翅片管成品对应处设置为1.8?4.8mm厚度的半圆环形曲面。
[0014]本实用新型提供的夹具装置中，还包括一个或多个用以通入冷却水的冷却通道，所述冷却通道由侧面贯穿所述前夹具或所述后夹具。
[0015]本实用新型提供的夹具装置中，还包括一个或多个用以排出焊渣的排渣通道，所述排渣通道侧面贯穿所述前夹具和/或垂直贯穿所述前夹具及所述后夹具。
[0016]本实用新型提供的夹具装置中，所述前夹具和所述后夹具上分别设置有可相互配合的凸台与凹槽，用于定位所述前夹具和所述后夹具使二者间隙小于0.01mm。
[0017]本实用新型提供的夹具装置中，所述夹具支座上与所述激光投射孔对应处设置有“V”字形凹部，用以使激光通过。
[0018]本实用新型提供的夹具装置中，所述前夹具和所述后夹具的下部设置有多个螺孔，用以采用紧固螺栓将所述前夹具和所述后夹具进行贴合固定。
[0019]本实用新型提供的夹具装置中，所述前夹具和所述后夹具的上部设置有多个定位销孔，用以采用定位销将所述前夹具和所述后夹具定位于所述夹具支座上。
[0020]本实用新型提供的激光焊接制造小间距翅片管的制造设备包括以上技术方案任一项所述的夹具装置。
[0021]本实用新型提供的夹具装置可使钢带呈螺旋状均匀、垂直缠绕在翅片管基管上从而完成翅片管的焊接，焊接效率高，所制造的翅片管质量好，翅片根部无褶皱，翅片与基管的角度误差小，翅片不易发生断裂，尤其适用于高精度、高质量的小间距翅片管的制造。由于本实用新型提供的夹具装置，使激光焊接制造小间距翅片管成为了可能，弥补了现有高频焊接的缺陷，可控性更强、焊接质量更好。本实用新型提供的夹具装置还适合多种材质、规格(如不同的翅片间距、翅片高度等)翅片管的制造，实用性强、生产效率高。
[0022]本实用新型提供的本实用新型提供的制造设备可实现激光焊接制备小间距翅片管，生产效率高、产品质量稳定，具有巨大的工业价值。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的夹具装置的立体视图；
[0024]图2为本实用新型的夹具装置中前夹具的正视图；
[0025]图3为本实用新型的夹具装置中前夹具的正面剖视图；
[0026]图4为本实用新型的夹具装置中前夹具的侧视图；
[0027]图5为本实用新型的夹具装置中前夹具的侧面剖视图；
[0028]图6为本实用新型的夹具装置中后夹具的正视图；
[0029]图7为本实用新型的夹具装置中后夹具的侧视图；
[0030]图8为本实用新型的夹具装置中后夹具的仰视图；
[0031]其中，附图标记说明如下:1、如夹具；2、后夹具；3、夹具支座；4、翅片管基管；5、钢带；6、弧形凹部；7、凹槽(钢带卡槽)；8、激光投射孔；9、冷却通道；10、排渣通道；11、凸台；
12、凹槽；13、半圆环形曲面；14、“V”字形凹部；15、螺孔；16、定位销孔。
【具体实施方式】
[0032]本实用新型一个方面提供了一种用于激光焊接制造小间距翅片管的夹具装置，如图1所示，该夹具装置包括夹具支座3、前夹具I以及后夹具2，其中，前夹具I设置于夹具支座3之上，后夹具2贴合设置在前夹具I上。
[0033]如图2所示，前夹具I的下端设有弧形凹部6可以使翅片管基管旋转通过，弧形凹部6的上方设置有凹槽7，凹槽7可以与后夹具2形成钢带卡槽，用以定位形成翅片的钢带5，钢带5在钢带卡槽中传输贴近翅片管基管4以进行激光焊接，前夹具I上还设置有用以使激光穿过的倒圆锥形激光投射孔8，激光投射孔8与水平方向的夹角可以为45?60°。
[0034]如图6、8所示，后夹具2主要用于与前夹具I上的凹槽7形成钢带卡槽，钢带卡槽的宽度可以为翅片管基管4外径的10-50%，针对于小间距翅片管而言，一般为1