[发明专利]一种微通道换热器芯体组件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种微通道换热器芯体组件及其制造方法，换热器芯体组件包括多个子芯体，多个子芯体堆叠，采用三点式波形对子芯体两两堆叠接触位置进行焊接，构成换热器芯体组件的主体结构。本发明通过三点式波形电子束焊接，一方面可以减小焊接熔宽，防止较大热输入对板片的变形影响；另一方面，采用三点波形起到前部预热，中部焊接，后部缓冷的作用，维持焊接过程的熔池稳定，在获得极窄的熔宽和深度大的焊缝的同时可以有效控制电子束焊缝根部的电子束钉尖缺陷。

技术领域

本发明属于换热器制造技术领域，具体涉及一种微通道换热器芯体组件及其制造方法。

背景技术

以印刷板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger，PCHE)为代表的微通道换热器具有单位体积换热面积大、换热系数高、耐温耐压能力强、可靠性高、可实现多种介质同时换热等一系列显著优点，在舰船动力、海洋工程、氢能源、核能、光热发电等领域应用前景良好。微通道换热器主要由芯体、管箱等组成，其中，芯体是换热器制造的核心和难点，直接关系到换热器整体的安全性和可靠性。常见的熔化焊方法(如TIG焊、MIG焊等)难以到达板片间的焊接位置进行焊接，钎焊方法则容易发生钎料漫流堵塞网孔的危险，目前只有真空扩散焊接才能实现对芯体板片的良好连接。

但是，限于国内外扩散焊接设备制造能力、扩散焊接工艺发展水平等因素，大型微通道芯体无法实现一次性扩散焊接，只能拆分成若干个子芯体进行扩散焊接，然后各子芯体间再进行拼焊。目前，国内外子芯体间拼焊多采用TIG焊、MIG焊等传统熔化焊方法，上述焊接方法存焊接过程中热输入较大，芯体容易产生较大的焊接变形和残余应力，且采用上述焊接方法焊前需要加工一定角度的焊接坡口，增加了焊前准备工作的难度和焊接过程的熔敷金属填充量，导致芯体的生产周期增加。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种微通道换热器芯体组件及其制造方法，解决现有焊接方法热输入较大，焊前需要加工一定角度的焊接坡口，焊前准备工作的难度和焊接过程的熔敷金属填充量较大的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种微通道换热器芯体组件，包括若干子芯体。

若干子芯体堆叠构成微通道换热器芯体组件，子芯体之间通过焊接连接。

优选的，每个子芯体包括若干第一换热片层和第二换热片层，第一换热片层和第二换热片层交替堆叠构成长方体形状的子芯体，其中，第一换热片层和第二换热片层中各自设置有换热通道，第一换热片层和第二换热片层的换热通道方向不同。

优选的，子芯体的连接面上设置有过渡层2，相邻的两个子芯体通过过渡层2焊接连接。

进一步的，作为优选，过渡层2之间设置有定位结构，用于子芯体堆叠设置时辅助定位。

进一步的，作为优选，过渡层2的厚度为5mm-10mm。

进一步的，作为优选，定位结构包括定位销孔和定位销柱，定位销柱伸入定位销孔中形成定位。

本发明除了提供一种微通道换热器芯体组件外，还进一步提供一种上述芯体组件的制造方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将若干个子芯体依次堆叠放置在电子束焊机真空室内部的转台上；

步骤2：将真空室抽真空，使其真空度达到预设真空值；

步骤3：开启电子束焊枪，采用三点式波形对子芯体两两堆叠接触位置进行焊接；

步骤4：焊接后，待芯体组件冷却至第一预设温度以下，对真空室卸真空，取出芯体组件，完成焊接。

优选的，步骤3中，采用三点式波形对子芯体两两堆叠接触位置进行焊接的具体方法为：

步骤3.1：采用三点式波形对相邻的子芯体两两堆叠接触位置进行断续点焊焊接；