[发明专利]换热器不锈钢波纹板片连续辊压成型工艺与装置

说明书

技术领域

本发明属于换热器不锈钢板片制备技术领域，具体涉及一种新的针对生产换热器不锈钢波纹板片的特种孔型辊连续辊压工艺与装置。

背景技术

板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备，换热器板片的质量直接影响到板式换热器的散热性能和工作状况。换热器板片常用材料多为不锈钢，波纹区域多为V字形结构。目前，制备换热器不锈钢波纹板片的主要加工工艺为模具配合压力机一次冲压成形，采用人工放件的单件冲压制备方法，具有一定的危险性。冲压过程中由于板料变形速度过快，应变速率极大，板料真实应力便随应变速率的增加而升高，然而材料的断裂抗力仅取决于原子间的结合力，在变形过程中变化不大，随着应变速率的增加，金属就会过早地达到断裂阶段，使得材料塑性降低，导致波纹带的边缘极易出现裂纹，换热器板片成材率较低；同时由于应变速率过大，也加剧了模具的磨损。最终，导致了冲压生产换热器不锈钢板片的效率降低、成本增加。本发明提供了一种连续生产换热器不锈钢波纹板片的新工艺与装置，能够有效克服现有技术的瓶颈，解决现有的问题。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种制备换热器不锈钢波纹板片的连续辊压成型工艺与装置，目的在于提供一种通过导向夹送辊推送不锈钢板带，然后采用特种孔型辊连续辊压的制备方法生产不锈钢波纹板片。换热器不锈钢板片波纹带部分采用高精度辊压成形，板片的固定和密封结构延续使用模具冲压成形，而后整体焊接成形制备不锈钢换热器板片，能够提高产品质量和生产效率。

如图2所示为一种新的连续辊压成型工艺流程：开卷机开卷→导向夹送辊导向→温度自动感应加热炉进行加热→矫直单元对板带进行矫直→导向夹送辊导向→特种孔型辊轧机进行连续辊压成型→V型剪刃飞剪机进行定尺剪切→落料收集。安置在成型辊前方的导向夹送辊在推送薄板带的同时保证其在咬入方向上不发生翘曲。如图3所示为连续辊压成型原理示意图，成型辊类似于“连续弯曲模具”，在啮合的同时对板料进行连续弯压。如图3b所示，进齿和退齿过程相当于冲压时模具加载及卸载过程，其基本工作原理可以称为连续弯曲作业的“板料冲压”。

自动感应加热炉的温度调节范围是板形成型精度的关键参数，具体根据材料的宽度与厚度按如下方法确定：板带厚度范围为0.1mm~1.5mm，宽度范围为100mm~500mm，加热温度调节范围为100~600℃；例如，厚度为0.1mm~0.2mm，宽度为100mm~200mm的不锈钢板带加热温度为100℃~200℃，以此类推，板带表面积越大，加热温度越高，从而保证炉内板料受热均匀。

换热器波纹板辊压成型的关键是辊形的设计，板片波纹带的主要技术参数有：波纹夹角β(多为120⁰)、波纹法向节距L、波纹深度h、波纹圆角θ、波纹侧翼弯曲角Φ、波纹圆角半径R，其中波纹深度h是影响换热效率的重要设计参数。如图1所示，所给参数均参照波纹带垂直截面（                                                ），为方便后续测量分析，基于几何投影关系将垂直截面相关参数转换到板料的纵向（）进行研究。板料的回弹直接影响了波纹带的辊压精度，本发明综合连续体成型原理考虑，在辊压成型过程中，相邻波纹加工过程中回弹相互影响，这包括对波纹曲率、侧翼弯曲角Φ、特别是波纹深度h等参数的影响。本发明建立了适用于连续体辊压过程中的回弹角模型：。根据弯曲件可能产生的回弹量，将凸模侧翼弯曲角做小些，从而产生较合适的过正变形，能够有效补偿回弹量，按下式确定：。