[发明专利]一种用于核电高温散热的不锈钢管翅片的制造方法

说明书

本发明公开了一种用于核电高温散热的不锈钢管翅片的制造方法，包括如下步骤：S1、将不锈钢管表面打磨清理，并清洗干净；S2、将熔覆粉末放入送粉器中；S3、使用夹具将不锈钢管装夹固定在数控转台上，并通入冷却水；S4、生成相应加工程序；S5、送粉器将熔覆粉末传送到激光熔覆设备上，并通过激光熔覆设备上的送粉装置送出熔覆粉末到不锈钢管表面汇聚，同时，激光熔覆设备在不锈钢管表面激光照射，使熔覆粉末与不锈钢管形成冶金结合。采用本发明制造的散热翅片一次成型，表面成型良好，避免焊接接头所带来的问题，无粘粉，翅片分布与厚薄均匀，且管壁厚一致，散热效果好；减少了工序和废品率，成本大幅度降低，效率高。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种用于核电高温散热不锈钢管翅片的制造方法。

背景技术

目前国内外核电作为清洁能源，其发展已经越来越快，截止目前，第三代核电技术已经应用，第四代也在加紧研究投产。散热翅管是核电中汽水分离再热器的核心部件。散热翅管的制造技术核心在于散热管表面的散热翅片，散热翅片是需要进行热传递的换热装置表面增加导热性较强的金属片，通过增大换热装置的换热表面积，提高换热效率。核电的快速发展始终离不开高效且耐用的散热翅管，然而目前我国仍依赖进口，攻克散热翅管制造技术迫在眉睫。

目前有四种关于翅片生产的工艺方法，一、采用线切割，二、采用挤压成型，三、铺粉3D打印，四、切削加工。

线切割方法：在现有的工艺方法及成本考虑下，需要至少两次在大外径的不锈钢管上线切割出均匀分布的翅片。然后进行不锈钢管的对接焊接。主要存在以下几个问题，①线切割的翅片存在分布不均匀和厚度差异大的情况；②线切割每件每台设备需要至少2周时间，效率低下；③线切割长度有限，只能切割后再拼接对焊组成足够的长度，但无论采用何种焊接方式进行对焊，都难以控制轴向和径向变形达到精准对接，从而导致废品率高；④管对接焊的焊接接头存在的质量风险、隐患，对于核工业部件来说是不允许的。

挤压成型方法：在现有技术条件下，需分段挤压成型，再将挤压完成的翅片段与不锈钢管通过焊接连接起来。挤压成型的翅片成型效果较好，分布均匀。但依然存在①效率较低，②焊接存在质量风险，③废品率高等问题。

铺粉3D打印方法：在现有技术条件下，打印长度依然有限，无法一次打印加工完成，始终需要焊接连接达到不锈钢管长度。而且打印的翅片，很难保证整个打印件中没有气孔、夹渣、未熔合、裂纹等缺陷，缺陷存在的风险是难于评估的，特别是存在着焊接接头。

切削加工方法，存在的缺点：①薄壁件在加工过程中容易变形；②很难一次性加工出如此长且薄的翅管；③需要焊接对接，存在着焊接质量风险，④废品率高，成本高。

基于上述几种散热翅片制造方法的缺陷，本发明提出一种用于核电高温散热的不锈钢管翅片的制造方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种用于核电高温散热的不锈钢管翅片的制造方法，利用激光熔覆原理在较薄的不锈钢管上打印散热翅片，解决了焊接接头、钢管质量不稳定、管身变形、生产效率低、成本高、技术指标和要求不断变化等问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于核电高温散热的不锈钢管翅片的制造方法，包括如下步骤：

S1、准备不锈钢管，将不锈钢管表面打磨清理，并清洗干净；

S2、将熔覆粉末放入送粉器中，在温度70-80℃下保温7-10h；

S3、使用夹具将不锈钢管装夹固定在数控转台上，并在不锈钢管内通入冷却水；

S4、在计算机软件上画出翅片形状并扫描生成熔覆加工轨迹上传至激光熔覆设备，生成相应加工程序；