汽車空調(diào)散熱器全自動氮氣保護(hù)釬焊爐的研制

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1、2012 年 12 月 222 Machinery Design ＆ Manufacture 文章編號：1001-3997（2012）12-0222-02 汽車空調(diào)散熱器全自動氮氣保護(hù)釬焊爐的研制 陳明非 汪 娜 （沈陽北方交通重工集團(tuán)有限公司，沈陽 110142） Design of Fully Automatic Nitrogen Protection Brazing Furnace of Automotive Air Conditioning Radiator CHEN Ming-fei，WANG Na （Shenyang North Traffic Heavy In

2、dustry Group Co.，Ltd，Shenyang 110142，China） 【摘 要】全自動氮氣保護(hù)釬焊爐是汽車空調(diào)散熱器鋁材焊接的關(guān)鍵設(shè)備。釬焊的工藝是將裝配 好的汽車空調(diào)散熱器的芯體送入釬焊爐，經(jīng)噴淋焊劑、干燥爐烘干、加熱爐進(jìn)行焊接，然后通過水冷室、 風(fēng)冷室進(jìn)行冷卻完成散熱器的釬焊。技術(shù)關(guān)鍵是加熱爐釬焊溫度和含氧量的控制。通常采用在釬焊過 程中向爐內(nèi)充氮氣，使?fàn)t內(nèi)含氧量控制在 70ppm 以下。加熱爐的進(jìn)出口設(shè)置前室和后室，內(nèi)置不銹鋼幕 簾阻擋空氣的混入。介紹該設(shè)備的結(jié)構(gòu)、部件、主要技術(shù)參數(shù)以及調(diào)試辦法等。 關(guān)鍵詞：釬焊爐；結(jié)構(gòu)；技術(shù)參數(shù)；含氧量 【Abstract】Th

3、e NB type entire automatic nitrogen protection brazing furnace is the essential equip － ment in aluminum welding. The brazing process includes sending the core of the assembled automotive air conditioning radiator into the brazing furnace, through being sprayed the flux，dried in the drying oven a

4、nd heating furnace to weld, and then the welding is completed after being cooled in the cooling room and air cooling room.The key technology is the control of the temperature and the oxygen content of furnace braz － ing.It is commonly used to aerate nitrogen during the brazing process into the furna

5、ce，to guarantee oxygen content in the furnace is controlled below 70ppm.The import and export of the furnace is set with the front room and after room，with built -in stainless steel curtain to block the air.The structure of the equipment, components, main technical parameters as well as debugging

6、 approach is introduced. Key Words：Brazing Furnace；Structure；Technical Parameter；Oxygen Content 中圖分類號：TH16 1 引言 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 攪拌風(fēng)機：可從爐體拆下。 擾流板罩：熱風(fēng)循環(huán)整流用。 網(wǎng)帶托軌。 清掃口：用于清掃堆積于爐底部的焊劑殘留物等。 過熱：爐溫超過記錄計的過熱設(shè)定值時，加熱器電路斷開。 2.2 從動裝置 主要由網(wǎng)帶導(dǎo)向輥及罩板等，使網(wǎng)帶到此折向返回驅(qū)動裝置。 輥：與網(wǎng)帶同步轉(zhuǎn)動。 導(dǎo)向輥：支承網(wǎng)帶，與其同步轉(zhuǎn)動。 潤滑：軸承不需潤滑。 2.3 加熱爐

7、 2.3.1 驅(qū)動裝置 與干燥爐驅(qū)動裝置相似。 2.3.2 前室 位于加熱爐之前部，內(nèi)部掛有不銹鋼箔制成的簾，入口處有 可以上下升降的門。它的主要功能是阻止外界空氣進(jìn)入加熱爐。 入口門：旋動手輪可使門上下升降。 金屬簾：由不銹鋼箔制成（厚 0.05mm），可更換。 釬焊爐的用途：裝配好的汽車空調(diào)散熱器的芯體被送入釬 焊爐后，經(jīng)過噴淋焊劑后，通過干燥爐烘干、加熱爐進(jìn)行焊接，然 后通過水冷室、風(fēng)冷室進(jìn)行冷卻后取下。生產(chǎn)效率：以夏利為例， 每小時可生產(chǎn) 30 個以上。 工件材料：鋁合金 4045，釬焊溫度（590~605）℃。 技術(shù)關(guān)鍵：加熱爐在焊接時的含氧量的控制。 采取措

8、施：在釬焊過程中向爐內(nèi)充氮氣，使?fàn)t內(nèi)含氧量控制 在 70ppm 以下。加熱爐的進(jìn)出口設(shè)置前室和后室，內(nèi)有不銹鋼簾 阻擋空氣的混入。 2 主要設(shè)備特點 2.1 干燥爐 采用熱風(fēng)循環(huán)方式，由攪拌風(fēng)機實現(xiàn)。 考慮到維修等的方便，必要時攪拌風(fēng)機、頂蓋、加熱器、清掃 口等均可拆卸。 干燥爐分區(qū)：1 個區(qū)（熱風(fēng)循環(huán)） 熱源：電加熱器 最高工作溫度：300℃ ＊來稿日期：2012-02-23 1 6 2 4 3 5 7 圖 1 干燥爐輸送裝置插圖 Fig.1 Drying Furnace Delivery Device Illustrations 1.

9、導(dǎo)向輥 1 2.壓緊輥 3.驅(qū)動輥（表面硫化橡膠） 4.導(dǎo)向輥 2 5.干燥爐導(dǎo)向輥，軸心線可前后調(diào)整 6.從動輥 1；7.從動輥 2 b A B 5 a 2 7 3 1 6 4 圖 2 加熱爐輸送裝置插圖 Fig.2 Furnace Delivery Device Illustrations 1.驅(qū)動輥（滾筒） 2.導(dǎo)向輥 1 3.壓緊輥 4.導(dǎo)向輥 2 5.從動輥 1 6.從動輥 2 7.重力輥 第 12 期 陳明非等：汽車空調(diào)散熱器全自動氮氣保護(hù)釬焊爐的研制 223 2.3.3 加熱爐體 工件通過加熱爐時，在一定的氣氛中被

10、加熱至必要的溫度， 完成釬焊過程。 氣氛：液氮 熱源：電加熱 最高工作溫度：650℃ 電功率：加熱器分布于 4 個區(qū)，每區(qū)上下各 1 件。 網(wǎng)帶張力控制：靠壓緊力的增減來調(diào)整。具體地說，壓緊輥 的壓緊力是由其下部的拉伸彈簧的拉力大小決定的，拉伸彈簧的 拉力由螺栓調(diào)節(jié)。 網(wǎng)帶偏移調(diào)整：調(diào)整導(dǎo)向輥的軸心位置即可。 網(wǎng)帶速度調(diào)整：由變頻器改變電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)。 過載安全裝置：扭矩限制器。 聯(lián)鎖：如果風(fēng)冷室的冷卻風(fēng)機不運行，本裝置不工作。 報警系統(tǒng)：與干燥爐的驅(qū)動裝置相同。 3 輸送網(wǎng)帶偏移調(diào)整 3.1 干燥爐輸送網(wǎng)帶偏移調(diào)整 干燥爐輸送裝置插圖，如圖 1 所示。 1 區(qū)上

11、下 2 區(qū)上 下 3 區(qū)上 下 4 區(qū)上 下 220V 35kW 50kW 30kW 40kW 20kW 35kW 30kW 25kW 安全回路： 過熱：當(dāng)爐溫超過記錄計的設(shè)定值時，加熱器回路斷開。 2.4 水冷室 水冷室位于加熱爐后部，設(shè)計有冷卻水套。水冷室一端的法 蘭與加熱爐膛法蘭相聯(lián)接，另一端與后室相聯(lián)接，隨著加熱爐膛 升溫膨脹而移動，水冷室下部裝有車輪。為使熱膨脹過程穩(wěn)定，在 水冷室下部裝有一個氣缸。 本體構(gòu)造；水冷套式； 材質(zhì)：外槽：碳鋼； 內(nèi)槽：不銹鋼（法蘭為碳鋼）； 冷卻水：30℃以下； 內(nèi)槽內(nèi)氣氛：氮氣。 熱膨脹吸收機構(gòu)：水冷室整體

12、沿輸送網(wǎng)帶行進(jìn)方向移動（水 冷室下部安裝有車輪）。水冷室下部安裝有一只輔助氣缸。 管路連接：軟管連接以吸收熱膨脹 冷卻水量的調(diào)整：手動調(diào)節(jié)閥門開度，排水溫度控制在（50~ 60）℃以下。 2.5 風(fēng)冷室 靠風(fēng)機產(chǎn)生的氣流對工件進(jìn)行冷卻。 冷卻方式：吹風(fēng)冷卻。 金屬簾：為提高冷卻效率及防止冷空氣進(jìn)入爐內(nèi)而設(shè)，可以 拆下。 冷卻風(fēng)機：用于壓送冷卻用空氣。 冷卻風(fēng)扇：將室內(nèi)風(fēng)外排。 用于維修時的拆卸： 冷卻風(fēng)扇：拆下電線及法蘭螺栓后可取下。 冷卻風(fēng)機：同上。 2.6 驅(qū)動裝置 輸送網(wǎng)帶驅(qū)動裝置包括驅(qū)動輥、電機減速機、鏈輪、安全裝 置、接近開關(guān)等。 驅(qū)動方式：驅(qū)動輥動的過程中

13、，依靠其外表的硫化橡膠屋與 網(wǎng)帶產(chǎn)生的摩擦力來拖動網(wǎng)帶。 調(diào)整方法：當(dāng)下側(cè)的返回網(wǎng)帶向右側(cè)偏移時（人站在干燥爐出 口處看），可將 5 干燥爐導(dǎo)向輥的右側(cè)軸心向干燥爐入口方向調(diào)整。 3.2 加熱爐輸送網(wǎng)帶偏移調(diào)整 加熱爐輸送裝置插圖，如圖 2 所示。 如果上側(cè)網(wǎng)帶向 B 方向偏移，則將輥 1、3 的軸線向 B 方向 調(diào)整，（1~2）mm/次，如果不夠，則繼續(xù)向 B 方向調(diào)整。同樣，如果 上側(cè)網(wǎng)帶向 A 方向偏移，則輥 1、3 的軸線向 A 方向調(diào)整。 4 爐內(nèi)含氧量的控制 在工件進(jìn)入加熱爐進(jìn)行釬焊時，爐內(nèi)的含氧量如果偏高，則工 件焊接出來后氧化現(xiàn)象嚴(yán)重，工件不能使用，因此必須控

14、制爐內(nèi)的 含氧量。必須對爐內(nèi)充氮氣以保護(hù)工件。首先對氮氣提出要求。 供給本裝置氮氣的不純物需在下列數(shù)值以內(nèi)： O2<10.0ppm； H2<0.5ppm； Ar<3.9ppm； H2O<0.2ppm； CO<0.5ppm； CO2<0.2ppm； 其他<0.2ppm。 機械設(shè)計與制造 Machinery Design ＆ Manufacture 第 12 期 2012 年 12 月 224 文章編號：1001-3997（2012）12-0224-03 寬高比對矩形尾噴管羽流溫度場的影響研究 馮云松 金 偉 黃超超 凌永順 （脈沖功率激光技術(shù)國家重點實驗室，合肥

15、 230037） Research on the Influence of Aspect Ratio on Plume Temperature Field of a Rectangular Nozzle FENG Yun-song，JIN Wei，HUANG Chao-chao，LING Yong-shun （State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology，Hefei 230037，China） * 【摘 要】為了掌握矩形尾噴管的寬高比對其羽流溫度場的影響，建立了矩形尾噴管的物理 數(shù)學(xué)模型，并基于 N-S 方程和 RN

16、G 湍流模型，采用 Fluent-CFD 軟件對寬高比分別為 1，2，4 和 8 的四種矩形尾噴管三維外流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了矩形尾噴管羽流橫截面等溫線的特點和 寬高比對羽流高溫核心區(qū)長度的影響。研究結(jié)果表明，寬高比越大，羽流與周圍冷空氣的摩擦與 摻混越強，熱量擴(kuò)散越快，高溫核心區(qū)越短。因此，在降低高溫羽流紅外輻射上，大寬高比矩形噴 管更有優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞：寬高比；尾噴管；羽流；溫度場 【Abstract】In order to master the influence of aspect ratio of a rectangular nozzle on exhaust plum

17、e temperature field, physical and numerical models of different rectangular nozzles were established based on N-S control equations and RNGturbulence model，then the 3-D exterior flow fields of the rectangular noz－ zles with aspect ratio of 1，2，4 and 8 were simulated through numerical method by

18、the software Fluent - CFD，and the characteristic of cross section isotherm of exhaust plume and the influence of different aspect ratios on length of the plume high temperature core area were researched.The results show that, with the in－ crease of aspect ratio, the blend and the friction of plum

19、e and cold atmosphere are more intense, and the heat of exhaust plume diffuses more quickly，then the length of the plume high temperature core area is shorter. Therefore，a Rectangular Nozzle with big aspect ratio is more advantageous to reduce infrared radi－ ation of high temperature plume. Key

20、Words：Aspect Ratio；Nozzle；Exhaust Plume；Temperature Field 中圖分類號：TH16 1 引言 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 形尾噴管是一種有效抑制排氣系統(tǒng)紅外輻射的手段。矩形尾噴管 便于實現(xiàn)紅外隱身的主要原因是矩形噴管具有較強的摻混特性， 飛機發(fā)動機的排氣系統(tǒng)是飛機的主要紅外輻射源，采用矩 ＊來稿日期：2012-02-27 ＊基金項目：安徽省紅外與低溫等離子體重點實驗室博士基金項目（2012B33） 為了監(jiān)視爐內(nèi)含氧量，使用了氧濃度分析儀進(jìn)行實時檢測， 將濃度儀的采樣管伸到加熱爐膽內(nèi)，分析儀將顯示爐內(nèi)氧含量。 爐內(nèi)的氧含量越低

21、好，但由于爐的進(jìn)出口是相對開放的（用于進(jìn) 出工件），因此氧的混入是不可避免的。采取的措施是：在加熱爐 的進(jìn)出口處設(shè)置了 0.05mm 厚度的不銹鋼板，起到阻隔空氣的作 用。各機構(gòu)中間的連接必須密封良好，實踐證明，這樣的結(jié)構(gòu)是起 到了非常好的效果。焊接過程中作為必要條件，氧含量控制在 70ppm 以下時焊接效果良好，如果超過 100ppm，則焊接出來的工 件表面氧化比較明顯。 5 結(jié)束語 汽車空調(diào)散熱器全自動氮氣保護(hù)釬焊爐是汽車空調(diào)散熱器 生產(chǎn)的重要設(shè)備，它的研制成功結(jié)束了該產(chǎn)品的只靠引進(jìn)的歷 史，為我國汽車空調(diào)器散熱器生產(chǎn)國產(chǎn)化提供了裝備保證和可靠 的技術(shù)支撐，也為我國民族汽車工業(yè)發(fā)

22、展做出了一定貢獻(xiàn)。該設(shè) 備榮獲國家省市多項科技進(jìn)步獎。 參考文獻(xiàn) ［1］蔡春源.新編機械設(shè)計實用手冊［M］.北京:學(xué)苑出版社，1992. ［2］陳留.工程控制系統(tǒng)的最佳模式［J］.西南交通大學(xué)學(xué)報，1987（2）. ［3］劉秀晨.金屬腐蝕學(xué)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2002. ［4］朱耀祥.組合夾具［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1987. ［5］李運華.機電控制［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003. ［6］芮延年.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004. ［7］王躍進(jìn).機械原理［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2009. ［8］劉美玲.機械設(shè)計基礎(chǔ)［M］.北京：科技出版社，2005.