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铝热管制造过程中收口、封口工艺及设备的实验研究

作　者: 高黑兵
导　师: 高鹏
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料学
关键词: 热管 热管制造 管材收口 封口 工艺设备
分类号: TK172.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


热管是一种高效传热元件。相比于铜质热管,铝质热管在满足传热效率指标的情况下,其生产及运营成本大大降低,具有更高的性价比；相比于钢质热管,铝质热管的体积减小、重量减轻,并且其传热效率大大提高,不仅适用于高温余热回收,对于低温余热以及散热冷却领域,也有巨大的应用潜能。目前,热管的工程应用主要还是以钢-水热管和铜-水热管为主,究其原因,主要在于铝及铝合金材质易氧化、低温延展性差、高温软化等,造成铝热管制造工艺与设备研究的停滞不前,成为铝热管工业化应用的一大瓶颈。本课题主要针这一难题,对铝热管的制造工艺设备进行研究,以实现铝热管的工业化应用。主要内容如下：(1)完善管材收口理论,运用行星和卡盘原理,提出在保证管材不动对其收口的行星自旋压收口方法,并自主设计制造出“行星自旋压收口设备”,成功用于铝热管管材收口。(2)基于行星自旋压收口设备,根据管材收口的形状、减薄率、密封性能等指标,对不同参数的轧辊进行对比试验,得出适合铝质管材收口轧辊的参数及工艺,为以后不同材质、不同规格热管管壳收口以及其他管材收口所需轧辊的设计,提供了依据和试验支持。(3)拓展了热管封口理论,通过对铝质管材封口工艺的对比试验,提出了适用于铝质热管封口的压焊、电阻焊等封口工艺,不仅封口效果良好,而且设备简单易于操作。(4)设计制造出用于热管封口的冷压模具以及封口配套设备,改进抽真空灌注工艺的充液管结构,基于行星自旋压收口工艺,使抽真空、充工质、封口等制造工艺有机结合,实现铝热管制造一体化,并成功制造出铝热管成品。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-32
  1.1 引言  10-11
  1.2 热管制造技术及工艺  11-30
    1.2.1 热管构成  11-14
    1.2.2 热管制造流程  14
    1.2.3 现有热管制造技术  14-17
    1.2.4 相关重点工艺介绍  17-30
  1.3 存在问题  30-31
  1.4 研究的主要内容  31
  1.5 研究的创新点  31-32
第二章 铝热管设计制造方案  32-37
  2.1 铝热管设计  32-34
    2.1.1 铝热管管壳  32-33
    2.1.2 工质选取  33
    2.1.3 充液量  33-34
  2.2 铝热管制造  34-36
    2.2.1 铝热管管壳收口工艺  34
    2.2.2 充液抽真空工艺  34-35
    2.2.3 铝热管封口工艺  35-36
  2.3 本章小结  36-37
第三章 铝热管制造设备设计  37-51
  3.1 行星自旋压收口设备  37-44
    3.1.1 设计原理  37-39
    3.1.2 设备组成和运行方式  39-40
    3.1.3 设备工艺参数  40-41
    3.1.4 轧辊设计  41-43
    3.1.5 行星自旋压速度矢量分析  43-44
  3.2 抽真空灌注设备  44-47
    3.2.1 充液管设计  44-45
    3.2.2 与热管连接系统  45-46
    3.2.3 整体工装  46-47
  3.3 铝热管封口设备  47-50
    3.3.1 冷压封口设备  47-49
    3.3.2 电阻焊封口  49
    3.3.3 旋转摩擦焊封口  49-50
  3.4 本章小结  50-51
第四章 实验研究及分析  51-70
  4.1 热管收口实验及分析  51-60
    4.1.1 行星自旋压收口实验及分析  51-54
    4.1.2 其他收口实验及分析  54-57
    4.1.3 收口过程中的若干问题分析  57-60
  4.2 热管封口实验及分析  60-65
    4.2.1 冷压焊合实验及分析  60-62
    4.2.2 电阻焊封口实验及分析  62-63
    4.2.3 氩弧焊封口实验及分析  63-64
    4.2.4 旋转摩擦焊封口实验及分析  64-65
  4.3 铝热管制造  65-67
    4.3.1 基于行星自旋压收口的热管制造  65-66
    4.3.2 基于轧制收口的热管制造  66-67
  4.4 后期设想  67-68
    4.4.1 铝热管成品后期测试  67-68
    4.4.2 探索其他制造方法  68
  4.5 本章小结  68-70
第五章 结论  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-77
附录  77-79

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 热力工程、热机 > 工业用热工设备 > 换热设备 > 热管
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