[发明专利]铝合金蛇形流道蒸发板及其加工成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是一种铝合金蛇形流道蒸发板材料及其加工成型方法。 

背景技术

普通的蛇形流道蒸发板一般是采用长1.2～1.8m、宽0.5～1.2m的两块1～3mm厚的304不锈钢板通过电阻滚焊的方法焊接而成，经高压气体对铝合金蒸发板进行胀形，使之成型为具有蛇形中空流道的蒸发板，让冷媒(如R-22或氨)在中空流道中流动。由于蛇形流道蒸发板上的焊道多、分布密，电阻滚焊的方法焊接热输入较大，而且因为不锈钢线膨胀系数大、导热系数低(17w/m×kJ左右)，电阻焊接时容易产生较大的焊接残余应力，导致蛇形流道蒸发板焊接加工后和随后的使用过程中容易发生变形和翘曲，因此需要采用一种更适合的焊接方法来焊接蛇形流道蒸发板。 

铝合金具有独特的物理化学性能，它密度小，电阻率小，线膨胀系数小和导热系数大。铝合金的密度比不锈钢小得多，导热系数比不锈钢大得多。采用铝合金来代替不锈钢不但可以减轻蛇形流道蒸发板的重量，更能够减小焊接变形的发生，提高蛇形流道蒸发板的工作效率。 

普通的铝合金蒸发板是由铝合金型材经过焊接而成的平行流蒸发板，铝合金型材壁厚、结构成型复杂，使得铝合金平行流蒸发板的重量大，消耗铝合金材料多，成本高，而且采用常规熔化焊接工艺成型的铝合金蒸发板质量不太稳定，蒸发板的热交换效率不太高。 

搅拌摩擦焊是一种新型固相焊接方法，其焊缝中心的最高温度仅为熔化温度的80％，所以搅拌摩擦焊时不会产生与金属熔化有关的焊接缺陷。由于搅拌摩擦焊温度相对较低，焊接热输入较小，焊接后结构的残余应力或变形较小。同时，搅拌摩擦焊是一种绿色焊接方法，焊接前及焊接过程中对环境的污染小。因此，采用搅拌摩擦焊来加工成型蛇形流道蒸发板可以减小焊接热输入、减小了焊接残余应力，控制蛇形流道蒸发板的焊接变形，并且搅拌摩擦焊接效益高，不需要其他填充焊料，对环境污染小，经济效益较高。 

通过采用高强铝合金材料和搅拌摩擦焊接加工成型方法能有效地解决蛇形流道蒸发板焊接变形和翘曲问题，使冷媒和冷凝机油流动均匀、通畅，提高蛇形流道蒸发板的热交换能力，减少对材料、加工、人力资源的浪费，对于节能、资源友好的可持续经济发展具有十分重要的意义。 

发明内容

针对现有蛇形流道蒸发板及其加工成型技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种新型材料结构的蛇形流道蒸发板及其加工成型方法，特别是采用新型高强铝合金材料和结构形式，代替传统的不锈钢材料和铝合金型材的结构形式来设计、加工、制造蛇形流道蒸发板，提高蛇形流道蒸发板的工作效果，减轻蛇形流道蒸发板的重量，减小焊接残余应力，减小焊接变形以及使用过程中发生的变形与翘曲，使蛇形流道内的冷媒流道均匀，冷媒流动阻力小，提高蛇形流道蒸发板抗冷热冲击与疲劳的性能。 

本发明的目的是这样实现的：铝合金蛇形流道蒸发板及其加工成型方法，蒸发板采用高强铝合金板材，由上板、下板、进口管和出口管构成，两块高强铝合金板通过固相搅拌摩擦连接方法重叠焊接在一起，进口管和出口管插于两块高强铝合金板之间的上下两端，使用电弧焊接方法与高强铝合金蒸发板本体相连，再通过模具和高压胀形工艺使蒸发板最后成型；铝合金蛇形流道蒸发板加工成型方法包括以下步骤： 

1)按结构设计要求将铝合金板进行板片加工和处理：采用预覆液压膜工艺，确保在剪切、冲压、轧制等铝合金板材加工过程中不伤害板片和表面，板材下料采用数控切割、一次成型；对板材表面进行处理，清除加工热应力，增强表面强度，提高涂膜附着力，并对铝合金板的表面进行清洁和干燥处理； 

2)将铝合金上板和铝合金下板重叠在一起，按设计要求在铝合金蒸发板上确定蛇形流道的隔离焊道，用搅拌摩擦固相焊接方法对每条隔离焊道进行跳跃交替顺序施焊，形成铝合金蒸发板的蛇形流道； 

3)采用搅拌摩擦固相焊接方法将两块铝合金板的四周密封焊合，形成周围环形焊道，只留下一个进气口通道和一个出气口通道；将进口管和出口管插于进气口通道和出气口通道中，并采用电弧焊接方法将进口管和出口管与铝合金蒸发板本体密封相连； 

4)按设计要求采用充胀定位模具，经高压充胀工艺对铝合金蒸发板进行胀形，使之成型为具有蛇形中空流道的蒸发板，将左右侧非焊接边折弯扁平成加强筋。