專利名稱：加肋管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)金屬加肋管、特別是用于熱交換器的金屬加肋管的方法，其中一個(gè)連續(xù)的肋片帶材被沿切線方向加到旋轉(zhuǎn)的管體上，并且基本沿一條螺旋線卷繞到管體上，帶材的朝著管體的一側(cè)通過(guò)一種焊接裝置并且采用一種其它村料被連接到管表面上，并且焊接裝置的工作端在管表面與焊接帶材之間的敞開的楔形中被導(dǎo)向。本發(fā)明還涉及一種使用該方法的裝置以及一種由該方法制造的加肋管。
采用已知的方法，可以得到很好的結(jié)果，并且該已知的方法可以進(jìn)行極迅速和有效的加工。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是這樣達(dá)到的，即在所述帶材卷繞到管體上之前，在帶材上基本上以直角折彎成一個(gè)腹板，在將帶材焊接到管體上的過(guò)程中，該腹板被平直地引導(dǎo)至管體上，同時(shí)與腹板約成直角的側(cè)邊形成了肋片，在管體表面與對(duì)著管體表面的腹板接觸表面之間所形成的敞開的楔形區(qū)域中進(jìn)行焊接。
由于在肋片與管之間有一個(gè)增大的面積，所以用于焊接的焊絲可以較粗，這樣就可以采用較大的焊接電流。因?yàn)榭梢圆捎幂^大的焊接電流，所以可以增加焊接速度，即可以充分地改善生產(chǎn)能力。生產(chǎn)率可以提高50％之多。
在本發(fā)明的一個(gè)特別的優(yōu)選實(shí)施例中，在焊接到管體上之前，形成肋片的帶材被彎成了U型，其中形成在U型的兩個(gè)側(cè)邊之間的平直腹板被平直地引導(dǎo)至管體上，而U型的基本上與腹板呈直角的兩個(gè)側(cè)邊形成了肋片。
采用這種方法，空心管體旋轉(zhuǎn)一圈就可以焊接兩個(gè)肋片，這又使生產(chǎn)能力加倍。
另一個(gè)可以達(dá)到的在焊接生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量方面的改進(jìn)，就是使腹板的接觸表面在焊接之前成形出成型輪廓。這種造型例如可以是縱向肋的形式，也可以是橫向肋或小塊的形式。這種造型可以加強(qiáng)焊接連接，因?yàn)樵诟咚僮鳂I(yè)時(shí)，特別在兩結(jié)合部分之間的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)獲得一條完好的焊縫是十分重要的。
在該方法的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在焊接之前腹板上就帶有一個(gè)背離其接觸表面的拱起。該拱起可以對(duì)焊縫進(jìn)行導(dǎo)向，這樣就在很大的程度上防止了焊縫的側(cè)向突出。
在任何情況下，焊縫都可以比腹板窄，即在橫向上焊縫不伸出到腹板之外。由于采用本發(fā)明的方法可以獲得良好的焊接效果，所以采用較窄的焊縫就足夠了，這不僅增加了作業(yè)速度，還可以節(jié)省更多所述的附加材料。
當(dāng)采用根據(jù)本發(fā)明的方法時(shí)，管體表面和將要焊接到管體上的腹板的接觸表面都可以在焊接過(guò)程中被熔融。這有助于使被焊合的兩個(gè)部分達(dá)到高強(qiáng)度的焊接。
然而，也可以采用另一種選擇，即正如所述的已知的方法那樣，通過(guò)采用焊接裝置并且采用一種其它的材料，在將要被焊接的腹板接觸到管表面之前，將一個(gè)焊道精確地施加到管表面之上的將與腹板相連的連接區(qū)域，然后將腹板壓到仍然處于熔融狀態(tài)的焊道中。
在所有根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施中，應(yīng)該引導(dǎo)焊接裝置，使其與管體的軸線所成的角度同于形成肋片的輸入帶材與管體的軸線所成的角度。
為了進(jìn)一步改善焊接質(zhì)量，可以緊接在焊接之后至少暫短地將腹板牢固地壓靠在管體上。在已知的方法中，肋片帶材沒(méi)有腹板，因此不可能或者很困難將其壓到管體上。
用于實(shí)施本方法的本發(fā)明裝置包括一個(gè)用于將要被包裹起來(lái)的管體的夾具、用于所述夾具以便使管體繞其縱軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部件和一個(gè)用于容納一個(gè)帶材供料卷和一個(gè)焊接裝置的支架，其中管體與支架可以在管體的縱軸方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在這種類型的裝置中，支架至少帶有一個(gè)壓輥，該壓輥剛好位于焊接區(qū)域之后，與腹板的背離接觸表面的尾側(cè)相接觸，并且在焊接工藝完成之后將腹板壓靠到管體表面上。
在本發(fā)明的裝置的另一個(gè)變型中，除了壓輥之外，還配置了一個(gè)與其同軸的導(dǎo)向輥，該導(dǎo)向輥與帶材的側(cè)邊的背離壓輥的表面相接觸，這樣該側(cè)邊在壓輥與導(dǎo)向輥之間被導(dǎo)向。該實(shí)施例特別適用于預(yù)先彎成L型的帶材。
與此相反，如果帶材被預(yù)先彎成U型，在壓輥的每一側(cè)都可配置一個(gè)側(cè)導(dǎo)向輥，以便與壓輥一起共同對(duì)U型的兩個(gè)側(cè)邊進(jìn)行導(dǎo)向。
在涉及U型帶材的實(shí)施例中，壓輥和導(dǎo)向輥?zhàn)詈镁哂邢嗤膶挾?，這樣它們能夠確定肋片的間隔。
一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向輥的直徑最好比壓輥的直徑小。這確保了導(dǎo)向輥不與焊接裝置和焊接材料相接觸，從而不會(huì)受損。這樣導(dǎo)向輥的使用壽命可以大大地延長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的加肋管包括圓柱形管體和沿螺旋線卷繞在其上的帶材，該加肋管最好具有這樣的帶材，即其腹板平行于管體表面延伸，其中腹板的接觸表面被焊接到管體表面上。在這種情況下，由附加材料組成的焊縫最好比腹板的寬度窄。
該腹板可以具有一個(gè)背離其接觸表面的拱起。
帶材可以彎成L型，其中在腹板上的側(cè)邊形成肋片。
帶材最好被彎成U型，其中在腹板上的側(cè)邊之間的距離與肋片的間距相同。
相鄰帶材的兩個(gè)U型側(cè)邊之間的間距最好與帶材的兩個(gè)側(cè)邊之間的距離相對(duì)應(yīng)，即加工好的加肋管的肋片之間的間距最好是不變的。
如

圖1和圖10特別清楚所示，由焊縫5焊合到管體2上的肋片帶材4被設(shè)計(jì)成U型，其中U型的腹板6通過(guò)焊縫5連接到管體2上，同時(shí)U型的兩個(gè)側(cè)邊7形成肋片。
由圖1到圖5可見，肋片帶材4由圖中沒(méi)有顯示的供料卷中抽出，然后在剛剛將要被焊接到管體2上之前，在圖1所示的區(qū)域II中被彎成U型。
在圖2所示裝置的實(shí)施例中，折彎以三步進(jìn)行，其中在第一步(圖3)形成一個(gè)平坦的V型，在第二步形成一個(gè)陡峭的V型(圖4)，而最后在第三步完成U型(圖5)，然后將其沿切線方向輸送到管體2上，如圖1所示。當(dāng)然，也可以采用不同數(shù)量的折彎步驟。
如圖6特別清楚所示，在其剛要被施加到管體2上之前，肋片帶材4或其U型的腹板6通過(guò)焊接裝置8被焊接到管表面3上。焊接是借助于一種其它的材料而獲得的，該其它的材料以連續(xù)焊絲9的形式自動(dòng)地輸入。焊接點(diǎn)位于管表面3與U型的腹板6的對(duì)著管表面的接觸表面10之間所形成的敞開的楔形區(qū)域中。
如圖1所示，制造裝置還包括夾具11和一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(沒(méi)有顯示)，其中在該夾具11中管體2被夾持，驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)夾具11，以便使管體2繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，還配置了一個(gè)支架(沒(méi)有顯示)，該支架支承著上述的焊接裝置8、帶材供料卷、輥輪部件12和帶有在圖2到圖5中所示的上輥17和下輥18的輥輪系統(tǒng)19，其中肋片帶材4是從所述帶材供料卷中抽出的。支架與管體2可以沿管體2的縱軸方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其中管體2和支架都是可動(dòng)的。
如圖1特別清楚所示，輥輪部件12包括三個(gè)同心的輥一個(gè)中心的壓輥13和兩個(gè)側(cè)面的導(dǎo)向輥14。根據(jù)圖10，中心壓輥13具有較大的直徑，它在生產(chǎn)過(guò)程中嚙合在U型側(cè)邊7之間并且將U型的腹板6牢固地壓靠在焊縫上。兩個(gè)側(cè)面的導(dǎo)向輥的直徑要小一些，從而與焊接點(diǎn)5間隔了一定的距離，這樣它們不會(huì)受到焊接熱或焊接材料的侵蝕。
壓輥13與各導(dǎo)向輥14之間的距離大約對(duì)應(yīng)于肋片帶材4的材料厚度，即U型側(cè)邊-這些側(cè)邊在卷繞到管體2上的過(guò)程中在相當(dāng)?shù)某潭壬蠒?huì)變形-被可靠地導(dǎo)向。
對(duì)于確保將肋片帶材4完美地施加到管體2之上這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，帶有壓輥13和導(dǎo)向輥14的輥輪部件12是非常重要的設(shè)備。
如圖6到圖9特別清楚所示，最初在U型的腹板6的接觸表面10與管表面3之間所形成的楔形中形成一個(gè)相對(duì)較窄的焊縫5，隨后隨著肋片帶材4的卷繞，在中心壓輥13的幫助下該焊縫擴(kuò)展，如圖7到圖9所示。在這種情況下，焊縫5的體積是這樣選擇的，即焊縫在最后的階段形成，如圖9所示，該焊縫在其整個(gè)寬度上表現(xiàn)出基本不變的并且相對(duì)較小的厚度。焊點(diǎn)或者焊縫5比U型的腹板6的寬度要窄一些，即該焊縫不伸出U型的腹板的側(cè)面。因此，產(chǎn)生了一個(gè)清潔的焊縫，并且只需要較少的所述其它焊接材料。
可以采取其它的措施來(lái)改善焊接接頭，例如通過(guò)使U型的腹板6的接觸表面10具有特殊的形狀來(lái)做到這一點(diǎn)。
如圖11所示，例如，U型的腹板6的接觸表面10設(shè)有一種成型輪廓，該成型輪廓的形狀設(shè)計(jì)為縱向肋15。
縱向肋15由輥輪系統(tǒng)19中的輥17和18在制造工藝過(guò)程中滾壓而成。
如圖12所示，U型的腹板6可以帶有一個(gè)拱起16，該拱起16離開接觸表面10向上伸展。由于有拱起16，在接觸表面10的區(qū)域內(nèi)形成了一個(gè)空間，而接觸表面10就在橫向上對(duì)焊縫起限制和導(dǎo)向作用，從而防止焊縫向外側(cè)突出。
如圖6所示，在圖示的實(shí)施例中的焊縫在U型的腹板的接觸表面10與管表面3之間的敞開的空間中非?？亢?，這意味著管體2的表面和腹板的接觸表面10都被熔融了，這樣就產(chǎn)生了非常緊密的焊接接頭。
由于在管表面3與U型的腹板6之間的表面面積增大，因此可以采用相對(duì)較粗的焊絲9，該焊絲可以粗達(dá)1.6毫米或更粗。這種焊絲允許在300安培到800安培的范圍內(nèi)采用較大的焊接電流。
由于在相對(duì)較小的橫截面上只需要一條焊縫，所以較大的焊接電流使得達(dá)到非常高的焊接速度成為可能，與其它可比較的方法相比，其焊接速度可以高出50％。
由于肋片帶材的U型設(shè)計(jì)，在一次焊接中可以施加兩條肋片，這又使生產(chǎn)率加倍。
制造裝置的設(shè)計(jì)使其非常結(jié)實(shí)并且較已知的裝置更不容易生產(chǎn)故障，因?yàn)閴狠?3完全由包圍著它的U型型材保護(hù)，而導(dǎo)向輥14不達(dá)到焊接點(diǎn)之處，所以它也不會(huì)被焊接濺出物污染，這意味著相對(duì)來(lái)說(shuō)輥13和14只需要進(jìn)行很少次的更換，這只會(huì)產(chǎn)生暫短的停機(jī)。
在這種情況下還特別要提及焊接質(zhì)量，因?yàn)橥ㄟ^(guò)壓輥13的作用，焊縫非常均勻地分布在U型的腹板6的寬度上。
采用這種方法所制造的產(chǎn)品，即完成的加肋管1對(duì)于將熱從管體2的內(nèi)部傳遞到肋片上來(lái)說(shuō)，也表現(xiàn)出非常高的質(zhì)量和良好的效率。
所述的方法、圖示的裝置以及加肋管1并不被所介紹的實(shí)施例限制。當(dāng)一個(gè)L型的肋片帶材而不是U型的肋片帶材被焊接到管體2上時(shí)，也能夠獲得良好的效果，不過(guò)，在這種情況下，除了壓輥13外，只需要一個(gè)導(dǎo)向輥14。
參考標(biāo)記列表1加肋管2管體3管表面4肋片帶材5焊縫6 U型的腹板7 U型側(cè)邊8焊接裝置9焊絲10接觸表面11夾具12輥輪部件13壓輥14導(dǎo)向輥15縱向肋16拱起17上輥18下輥19輥輪系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)金屬加肋管特別是熱交換管的方法，其中至少一條連續(xù)的肋片帶材沿切線方向施加到一根旋轉(zhuǎn)的管體上并且基本沿螺旋線卷繞到所述管體上，借助于一個(gè)焊接裝置并且采用一種附加材料，所述帶材的對(duì)著管體的一側(cè)被連接到管表面，而所述焊接裝置的工作端在所述管表面與所述卷繞的帶材之間所形成的敞開的楔形之中被導(dǎo)向，其特征在于在所述帶材(4)被卷繞到所述管體(2)上之前，在所述形成肋片的帶材(4)上基本上以直角折彎成一個(gè)腹板，這樣在所述帶材(4)卷繞到所述管體(2)上的過(guò)程中，該腹板被平直地引導(dǎo)至所述管體(2)上，同時(shí)與所述腹板約成直角的側(cè)邊形成了肋片，并且在所述管體表面(3)與對(duì)著所述管體表面的腹板(6)的接觸表面(10)之間所形成的敞開的楔形區(qū)域中進(jìn)行焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在卷繞到所述管體(2)上之前，所述形成肋片的帶材(4)被折彎成U型，在該U型的兩側(cè)邊(7)之間的U型的平坦的腹板(6)被平直地引導(dǎo)至管體(2)上，同時(shí)基本上與所述腹板成直角的兩個(gè)所述側(cè)邊(7)形成了肋片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述腹板(6)的接觸表面(10)在焊接之前被成形出成型輪廓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于設(shè)置一些縱向肋作為成型輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于設(shè)置一些橫向肋作為成型輪廓。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于設(shè)置一些小塊作為成型輪廓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一所述的方法，其特征在于在焊接之前，所述腹板(6)就配置了一個(gè)背離其接觸表面的拱起(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7之一所述的方法，其特征在于所述焊縫(5)比所述腹板(6)的寬度窄。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8之一所述的方法，其特征在于在焊接過(guò)程中，所述管體(2)所述表面(3)和將要焊接到所述表面(3)上的所述腹板(6)的所述接觸表面(10)都被熔融。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到8之一所述的方法，其特征在于借助于所述焊接裝置和采用所述其它的材料，在將要被焊接的所述腹板接觸到所述管表面(3)之前，將一個(gè)焊道精確地施加到所述管表面(3)之上的將與所述腹板相連的連接區(qū)域，然后將所述腹板壓到仍然處于熔融狀態(tài)的所述焊道中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10之一所述的方法，其特征在于引導(dǎo)所述焊接裝置(8)，使其與所述管體的軸線所成的角度基本上同于形成所述肋片的所述輸入帶材(4)與管體的軸線所成的角度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11之一所述的方法，其特征在于緊接在焊接之后至少暫短地將所述腹板(6)牢固地壓靠在所述管體(2)上。
13.用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1到12之一所述方法的裝置，所述裝置包括一個(gè)用于將要被包裹起來(lái)的管體(2)的夾具(11)、用于所述夾具(11)以便使所述管體(2)繞其縱軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部件和一個(gè)用于容納一個(gè)帶材供料卷和所述焊接裝置(8)的支架，其中所述管體與所述支架可以在所述管體(2)的縱軸方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其特征在于所述支架至少帶有一個(gè)壓輥(13)，所述壓輥(13)剛好位于焊接區(qū)域之后，與所述腹板(6)的背離所述接觸表面(10)的尾側(cè)相接觸，并且在焊接工藝完成之后將所述腹板(6)壓靠到所述管體表面(3)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于除了所述壓輥(13)之外，還配置了一個(gè)與其同軸的導(dǎo)向輥，所述導(dǎo)向輥與所述帶材(4)的所述側(cè)邊的背離所述壓輥(13)的表面相接觸，這樣所述側(cè)邊在所述壓輥(13)與所述導(dǎo)向輥之間被導(dǎo)向。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于在所述壓輥(13)的每一側(cè)都配置一個(gè)側(cè)導(dǎo)向輥(14)，以便與所述壓輥一起共同對(duì)U型的兩個(gè)側(cè)邊(7)進(jìn)行導(dǎo)向。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述壓輥(13)與所述導(dǎo)向輥(14)具有相同的寬度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14到16之一所述的裝置，其特征在于所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向輥(14)具有的直徑比所述壓輥(13)的直徑小。
18.金屬加肋管，特別是熱交換管，包括圓柱形管體(2)和沿螺旋線卷繞在其上的帶材(4)，其特征在于所述帶材(4)帶有一個(gè)平行于所述管體表面的腹板(6)，所述腹板(6)的接觸表面(10)被焊接到所述管體表面(3)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的加肋管，其特征在于所述腹板(6)帶有一個(gè)背離其接觸表面(10)的拱起(16)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的加肋管，其特征在于所述帶材被彎成L型，其中在所述腹板上的側(cè)邊形成肋片。
21.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的加肋管，其特征在于所述帶材(4)被彎成U型，其中在所述U型的腹板(6)上的U型側(cè)邊(7)以肋片的間距進(jìn)行布置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的加肋管，其特征在于兩個(gè)相鄰帶材的U型側(cè)邊(7)之間的間距與所述帶材(4)的兩個(gè)側(cè)邊之間的距離相對(duì)應(yīng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求18到22之一所述的加肋管，其特征在于由附加材料組成的所述焊縫(5)比所述腹板的寬度窄。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)金屬加肋管(1)的方法。根據(jù)所述方法，至少一條連續(xù)的肋片帶材(4)沿切線方向被施加到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的管體(2)上，并且基本上沿一條螺旋線卷繞到所述管體上。對(duì)著所述管體(2)的帶材的一側(cè)通過(guò)一個(gè)焊接裝置(8)并且采用一種附加材料被連接到管表面上。在所述帶材被卷繞到管體(2)上之前，通過(guò)以直角折彎所述帶材而模壓出一個(gè)腹板，使焊接工藝得到優(yōu)化并且使最終質(zhì)量有所提高。該帶材最好被折彎成U型，而在該U型的兩個(gè)側(cè)邊之間延伸的所述腹板被平直地引導(dǎo)到管體上。
文檔編號(hào)B23K9/032GK1426331SQ01808406
公開日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2001年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月22日
發(fā)明者格奧爾格·布魯恩德曼 申請(qǐng)人:格奧爾格·布魯恩德曼