蜂窝板式换热器焊接工艺优化与性能分析-农业机械学报.pdf

２０１５年 ７月 农 业 机 械 学 报 第 ４６卷第 ７期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１５．０７．０５１ 蜂窝板式换热器焊接工艺优化与性能分析 １ １ １ １ ２ ２ 王世光 　李树君 　杨炳南 　李子明 　杜新武 　金　鑫 （１．中国农业机械化科学研究院，北京 １０００８３；２．河南科技大学农业工程学院，洛阳 ４７１００３） 摘要：为改善蜂窝板式换热器机械强度，提高蜂窝板冲压成型极限，对板片焊接极限粘结力和冲压破裂极限强度的 主要影响因素：焊点形状、焊接功率、焊接速度、焊接点距和焊点分布形式进行了优化，利用数控激光焊接机、拉力 试验台和水压泵等试验设备，进行了单因素和多因素焊接薄板机械强度测试试验。单因素试验结果表明：相同工 况下，螺旋焊点的薄板极限机械强度最大，表现为随焊接功率、焊接速度的增大，焊点极限机械强度先增加后减小； 等边三角形焊点分布薄板冲压破裂的极限压强较大，随焊点距离增大迅速减小。正交试验表明：在螺旋焊点和等 边三角形焊点分布下，焊接点距为５０ｍｍ、焊接功率为２２ｋＷ、焊接速度为２５ｍ／ｍｉｎ时，薄板冲压成型破裂极限最 大，为８６ＭＰａ。较现有焊接工艺的冲压成型极限提升了７５％。 关键词：蜂窝换热板　焊接工艺　优化　正交试验 中图分类号：ＴＱ０５１５；ＴＧ４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１５）０７０３５９０６ ＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＣａｐａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆ ＨｏｎｅｙｃｏｍｂＰａｎｅｌＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒ １ １ １ １ ２ ２ ＷａｎｇＳｈｉｇｕａｎｇ　ＬｉＳｈｕｊｕｎ　ＹａｎｇＢｉｎｇｎａｎ　ＬｉＺｉｍｉｎｇ　ＤｕＸｉｎｗｕ　ＪｉｎＸｉｎ （１．ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ ２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｈｏｎｅｙｃｏｍｂｐａｎｅｌｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒａｎｄａｍｅｌｉｏｒａｔｅｔｈｅ ｌｉｍｉｔｏｆｓｗｅｌｌｃｒｕｓｈｆｏｒｍｉｎｇ，ｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｌｉｍｉｔｃｏｈｅｓｉｏｎａｎｄｌｉｍｉｔｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆｓｔａｍｐｉｎｇｒｕｐｔｕｒｅｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅｓｅｆａｃｔｏｒｓｉｎｃｌｕｄｅｄｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｓｈａｐｅ，ｗｅｌｄｉｎｇｐｏｗｅｒ，ｗｅｌｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ，ｗｅｌｄｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄｗｅｌｄｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｍｕｌｔｉｆａｃｔｏｒｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆｏｒｗｅｌｄｉｎｇｓｈｅｅｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｌａｓｅｒｗｅｌｄｅｒ， ｐｕｌｌｉｎｇｔｅｓｔｒｉｇ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｍｐａｎｄｏｔｈｅｒａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｈｅｅｔｌｉｍｉｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｐｉｒａｌｗｅｌｄｉｎｇｓｐｏｔｗａｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｗｅｌｄｉｎｇｐｏｗｅｒａｎｄｗｅｌｄｉ