高頻直縫鋁焊管生產(chǎn)工藝流程對(duì)比分析

曹國(guó)富， 曹麗珠

（嘉興夏禹科技有限公司， 浙江 嘉興314300）

0 前 言

隨著高頻鋁焊管品質(zhì)不斷提高， 加之鋁材具有表面光澤、 防腐、 傳熱快、 比重小、 易釬焊等特性， 使得高頻直縫鋁焊管在家具制造、石油化工、 汽車制造等行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越多。如在汽車制造中利用鋁材， 既能滿足汽車輕量化和節(jié)能環(huán)保要求， 又能快速進(jìn)行熱傳輸， 僅散熱 （冷凝器、 水箱、 中冷器等） 一項(xiàng)將銅管替換為鋁管， 就可為乘用車減重1%， 節(jié)省燃油0.1 L/100 km[1]。 但是， 由于用途和質(zhì)量要求不同，使得高頻直縫鋁焊管的生產(chǎn)工藝流程差異較大。 本研究將重點(diǎn)介紹金屬家具用鋁焊管、 空調(diào)冷凝器用復(fù)合鋁合金集流管和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用復(fù)合鋁合金中冷器管的生產(chǎn)工藝流程。 這3 種鋁管在全部鋁焊管中占比較高， 涵蓋低、 中、高3 個(gè)檔次產(chǎn)品， 所涉及的生產(chǎn)工藝流程具有代表性。

1 金屬家具用鋁焊管生產(chǎn)工藝流程

1.1 金屬家具用鋁合金圓管生產(chǎn)工藝流程

金屬家具用鋁合金圓管生產(chǎn)的工藝流程如圖1 所示， 這也是普通鋁合金焊管生產(chǎn)工藝流程的典型代表， 與金屬家具用鋼管的生產(chǎn)工藝流程相似[2]， 高頻焊接鋼管圓管生產(chǎn)工藝流程如圖2 所示。 比較圖1、 圖2 可以看出， 金屬家具用鋁合金圓管焊接生產(chǎn)工藝流程除上料工序的磁粉制動(dòng)（氣剎制動(dòng)） 及其張力、 定徑部位的粗定徑、 在線渦流探傷和清洗吹干等工序外， 其余都與焊接鋼管基本相同。

圖1 金屬家具用高頻直縫焊接圓鋁管生產(chǎn)工藝流程

圖2 金屬家具用高頻焊接圓鋼管生產(chǎn)工藝流程

1.2 金屬家具用鋁合金異型管生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)異型管有兩條工藝路徑： 一是先成圓后變異， 二是直接成異。

（1） “先成圓后變異” 工藝流程。 將平直管坯先成型為開口圓管筒， 然后焊接成圓管，最后將圓管整形為異型管， 工藝流程如圖3 所示。 該工藝優(yōu)點(diǎn)是利用一套成型軋輥和擠壓輥加相應(yīng)的異型軋輥可以生產(chǎn)不同外形的異型管，節(jié)省軋輥投入費(fèi)用， 變換規(guī)格品種快捷省時(shí)；缺點(diǎn)是在圓變異過(guò)程中管壁增厚傾向明顯， 角部增厚尤其顯著。

（2） “直接成異” 工藝流程。 直接將平直鋁管坯變形為外形與成品異型管相似的開口異型管筒， 然后焊接， 最后精整形為成品異型管， 工藝流程如圖4 所示。 該工藝的優(yōu)點(diǎn)是成品管壁厚均勻， 棱角清晰； 缺點(diǎn)是需要為每一種規(guī)格的異型管配置一整套軋輥， 投入多， 變換規(guī)格耗時(shí)長(zhǎng)。

1.3 三種工藝流程的主要區(qū)別

鋁合金圓管焊接工藝流程和鋁合金異型管“先成圓后變異” 工藝流程的主要區(qū)別是： 前者定徑的對(duì)象是圓管， 過(guò)程是逐漸縮小圓管的尺寸公差， 定徑結(jié)果是某種尺寸精度的成品圓管； 后者整形（定徑） 的對(duì)象是圓管， 過(guò)程是使圓管逐漸變?yōu)楫愋凸埽?整形結(jié)果是某種尺寸精度的成品異型管。

圖3 金屬家具用異型鋁管“先成圓后變異”生產(chǎn)工藝流程

圖4 金屬家具用異型鋁管“直接成異”生產(chǎn)工藝流程

鋁合金圓管焊接工藝流程和鋁合金異型管“直接成異” 工藝流程的主要區(qū)別有兩點(diǎn)： 一是成型工序的成果不同， 前者是開口圓管筒， 后者是開口異型管筒； 二是定徑（整形） 的對(duì)象與結(jié)果不同， 前者是將不規(guī)整的圓管通過(guò)定徑操作調(diào)整為尺寸精度合規(guī)的圓管， 后者是將不規(guī)整的異型管整形為尺寸和橫截面形狀皆合規(guī)的異型管。

鋁合金異型管“先成圓后變異” 工藝流程和“直接成異” 工藝流程的主要區(qū)別在于： 一是成型工序的成果不同， 前者是開口圓管筒， 后者是開口異型管筒； 二是整形作用的對(duì)象不同， 前者作用的對(duì)象是圓管并且逐步使圓管變形為異型管， 管形變化差異大； 后者作用的對(duì)象無(wú)論在形狀上還是在尺寸上都與成品異型管十分接近。

此外， 雖然金屬家具用鋁焊管圓管和異型管的生產(chǎn)工藝流程存在較多差異， 但是， 他們的出發(fā)點(diǎn)都是平直管坯， 這一點(diǎn)與空調(diào)冷凝器用復(fù)合鋁合金集流管的生產(chǎn)工藝流程不盡相同。

2 復(fù)合鋁合金集流管生產(chǎn)工藝流程

冷凝器用復(fù)合鋁合金集流管（以下簡(jiǎn)稱集流管）， 是指收集通過(guò)冷凝器散熱后變?yōu)榈蜏馗邏?、液態(tài)冷媒的管子[3]。 約從20 世紀(jì)70—80 年代開始， 人們研究用鋁材替代銅材制作集流管， 并隨著鋁合金板帶材復(fù)合技術(shù)和高頻焊接技術(shù)的進(jìn)步而逐漸成熟， 集流管管形已從最初的圓管發(fā)展到現(xiàn)在的方形、 矩形、 D 形等， 規(guī)格品種更是繁多， 常用鋁合金集流管的規(guī)格品種見表1。 復(fù)合類型也從單覆發(fā)展到雙覆， 產(chǎn)品精度則從普精級(jí)發(fā)展到高精級(jí)[4]， 并由此派生出既相互關(guān)聯(lián)又各具特點(diǎn)的集流管生產(chǎn)工藝流程。

2.1 集流管生產(chǎn)工藝流程分類

（1） 根據(jù)管的橫截面形狀、 精度和覆層分類。按截面形狀進(jìn)行分類， 可將鋁合金集流管生產(chǎn)工藝流程分為圓形集流管工藝流程和異型集流管工藝流程； 按精度進(jìn)行分類， 可分為普通級(jí)集流管工藝流程和高精級(jí)集流管工藝流程； 按覆層進(jìn)行分類， 可分為單覆集流管工藝流程和雙覆集流管工藝流程，其中雙覆集流管工藝流程又可分為同質(zhì)雙覆集流管工藝流程和異質(zhì)雙覆集流管工藝流程。

表1 常用冷凝器集流管的管形、規(guī)格、材料一覽表

需要對(duì)這種分類方式作兩點(diǎn)說(shuō)明：

第一， 這種分類方式僅進(jìn)行了3 級(jí)分類， 其實(shí)還可以繼續(xù)細(xì)分。 如同質(zhì)雙覆的工藝流程又可分為同質(zhì)雙覆普精級(jí)與高精級(jí)， 而同質(zhì)雙覆普精級(jí)（高精級(jí)） 還可以細(xì)分成同質(zhì)雙覆普精級(jí)（高精級(jí)） 圓形和異型2 種。

第二， 之所以將覆層也列為集流管生產(chǎn)工藝流程的分類標(biāo)志， 是因?yàn)楦矊訉?duì)集流管有著非同尋常的意義。 以異質(zhì)雙覆集流管4045/3003/7072為例， 覆層4045 屬鋁硅合金， 熔點(diǎn)是591 ℃[5]，比芯層3003 鋁錳合金的熔點(diǎn)低50～60 ℃， 是專為釬焊準(zhǔn)備的， 必須卷制在管外； 而7072 屬于鋁鋅系列合金， 作為覆層的主要功能是用于集流管管內(nèi)防腐， 延長(zhǎng)使用壽命， 其熔點(diǎn)比4045 合金約高30 ℃[6]。 因此， 與同質(zhì)雙覆管相比較，增加了一個(gè)檢測(cè)不同覆層材料的工序， 這也是同質(zhì)雙覆與異質(zhì)雙覆2 種工藝流程的唯一差異。 此外， 由于4045 覆層與7072 覆層在外觀上沒有任何差別， 倘若沒有該工序， 生產(chǎn)時(shí)很容易錯(cuò)將4045 （7072） 覆層面卷制到管內(nèi)（外）， 導(dǎo)致已經(jīng)生產(chǎn)的集流管報(bào)廢。

（2） 綜合分類。 集流管生產(chǎn)工藝如果以精度等級(jí)為標(biāo)志， 結(jié)合橫截面的形狀和覆層進(jìn)行分類，則可以歸納出5 種高精級(jí)、 2 種普精級(jí)的工藝流程， 具體見表2。

表2 高精級(jí)和普精級(jí)鋁合金集流管工藝流程分類匯總

2.2 高精級(jí)集流管生產(chǎn)工藝流程

需要指出的是， 這里的高精級(jí)并非GB/T 10571—1989 《鋁及鋁合金焊接管》 所指精度等級(jí)， 而是基于用戶使用要求提出的精度要求， 公差范圍比GB/T 10571—1989 的要求更嚴(yán)格。 生產(chǎn)高精級(jí)集流管的工藝流程大致有5 種[7]。

工藝流程Ⅰ： 復(fù)合鋁管坯→高精度成品圓管集流管工藝流程。 工藝流程Ⅰ如圖5 所示，該工藝流程是高精級(jí)集流管生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)， 其他集流管生產(chǎn)工藝流程都由此演變而成。依據(jù)工藝流程中工序功能及關(guān)聯(lián)程度不同， 流程Ⅰ可分為3 個(gè)部分（如圖5 中的虛線框所示）。由該工藝流程生產(chǎn)的高精度成品集流管精度能夠達(dá)到Φ±0.02mm×t±0.02mm。

圖5 復(fù)合鋁管坯→高精度成品圓管集流管工藝流程

工藝流程Ⅱ： 復(fù)合鋁管坯→高精度異型集流管工藝流程。 工藝流程Ⅱ如圖6 所示， 該工藝流程既是典型的高精級(jí)異型集流管生產(chǎn)工藝流程， 同時(shí)也與工藝流程Ⅰ十分相似。 比較圖5 和圖6， 差異僅表現(xiàn)在 “粗定徑” 與 “粗整形”、“精定徑” 與 “精整形”、 “圓管半成品” 與“異型管半成品” 和 “圓管冷拔” 與 “異型管冷拔” 這4 道工序以及QC 的部分內(nèi)容， 而“冷卻” 之前的工序從名稱到內(nèi)涵則完全相同。經(jīng)該工藝產(chǎn)出的異型集流管尺寸精度可達(dá)到A±0.03 mm×B±0.03mm×t±0.03mm， r 角尺寸誤差一般不大于0.1 mm。

圖6 復(fù)合鋁管坯→高精度異型集流管工藝流程

工藝流程Ⅲ： 半成品圓管→高精度成品圓管集流管工藝流程。 工藝流程Ⅲ如圖7 所示，該工藝流程實(shí)質(zhì)是工藝流程Ⅰ中第三部分的復(fù)制， 主要區(qū)別在于工藝流程Ⅰ中的圓管半成品與工藝流程Ⅲ中的圓管半成品含義不同。 前者的圓管半成品特指某一種規(guī)格， 與成品公稱尺寸相同， 但偏差大于成品偏差； 后者除包括前者外， 在公稱尺寸方面寬泛得多， 如成品為Φ25±0.02mm×1.2±0.02mm， 那么圓管半成品可以是Φ25+0.20mm×1.2+0.05mm， 也可以是Φ25+0.20mm×（1.25～2.1） mm 或Φ28 mm× （1.2～2.1） mm 這類集流管。

圖7 半成品圓管→高精度成品圓管集流工藝流程

工藝流程Ⅳ： 半成品圓管→高精度成品異型管集流管工藝流程。 工藝流程Ⅳ如圖8 所示，該工藝流程Ⅳ與Ⅲ類似， 主要差別是工藝流程Ⅳ中的冷拔模為異型， 經(jīng)冷拔工序出來(lái)的是異型管而非圓管。 這反映了一個(gè)完整的冷拔異型集流管生產(chǎn)工藝。

圖8 半成品圓管→高精度成品異型管集流管工藝流程

工藝流程Ⅴ： 半成品異型管→高精度成品異型管集流管工藝流程。 工藝流程Ⅴ如圖9 所示，與工藝流程Ⅳ類似， 區(qū)別在于此過(guò)程的拔制對(duì)象是與成品異型管橫斷面相似的異型管， 如將18.2 mm×32.2 mm×1.1 mm 普通精度矩形管冷拔成高精度18±0.03mm×32±0.03mm×1.0±0.03mm 矩形管。

圖9 半成品異型管→高精度成品異型管集流管工藝流程

綜合圖5～圖9 所示的5 條高精級(jí)集流管生產(chǎn)工藝流程， 這之間有的是交集關(guān)系， 有的是并集關(guān)系， 也有子集關(guān)系。 無(wú)論是何種關(guān)系， 都有2 個(gè)顯著特征： 一是標(biāo)配冷拔管機(jī)， 而且?guī)缀醵际浅樾景危?因?yàn)橹挥谐樾景尾拍艽_保管子的外尺寸精度和壁厚精度； 二是管子的內(nèi)外尺寸精度高， 公差帶一般不超過(guò)0.06 mm， 該精度是現(xiàn)有高頻直縫焊管機(jī)組及其生產(chǎn)工藝難以企及的， 唯有借助冷拔工藝才能實(shí)現(xiàn)[8]。

2.3 普精級(jí)集流管生產(chǎn)工藝流程

普精級(jí)集流管可由高頻直縫鋁焊管機(jī)組直接生產(chǎn)獲得， 無(wú)需經(jīng)過(guò)冷拔， 因此， 表2 所列工藝流程Ⅵ、 Ⅶ實(shí)際上分別是高精級(jí)集流管工藝流程Ⅰ、 Ⅱ的兩個(gè)“子集”， 即工藝流程出發(fā)點(diǎn)是復(fù)合鋁管坯， 目標(biāo)是一次清洗吹干。 只不過(guò)清洗吹干的不再是半成品圓管與異型管， 而是普精級(jí)成品圓、 異型集流管， 其工藝流程參見圖1 和圖3。

而且， 比較普精級(jí)集流管工藝流程與金屬家具用鋁焊管生產(chǎn)工藝流程不難發(fā)現(xiàn)， 除了管坯材料和相應(yīng)的QC 含義不同， 其余工序完全相同，說(shuō)明同一條鋁焊管生產(chǎn)線既能生產(chǎn)金屬家具用鋁焊管， 也能生產(chǎn)普精級(jí)集流管。

2.4 集流管工藝流程的幾點(diǎn)說(shuō)明

（1） 集流管工藝流程構(gòu)成。 從集流管實(shí)現(xiàn)精度的角度看， 工藝流程由普精級(jí)集流管和冷拔高精級(jí)集流管2 部分構(gòu)成， 既相互獨(dú)立又融為一體， 其中的軋頭工序是分界點(diǎn)。

（2） 工藝流程Ⅰ是其他工藝流程的基礎(chǔ)。 尤其是工藝流程Ⅰ中開始至冷卻工序（含冷卻工序），這部分工藝流程更是基礎(chǔ)， 為多品種集流管共用部分工模夾具提供了可能。 如在生產(chǎn)Φ32 mm 圓管時(shí)需要生產(chǎn)高精級(jí)25 mm 方管， 只需將工藝流程Ⅰ中Φ32 mm 的粗定徑輥和精定徑輥（含矯直輥） 換成工藝流程Ⅱ中25 mm 方的粗整形輥和精整形輥（含矯直輥）； 同時(shí)將工藝流程Ⅰ中冷拔工序的Φ32mm 冷拔圓模換為25 mm 冷拔方模， 即可實(shí)現(xiàn)兩種集流管的變換， 既減少不必要的工模夾具投入， 同時(shí)也節(jié)省了更換工模夾具的時(shí)間。

（3） 工序名稱相同但含義不盡相同。 如圓管半成品工序， 在工藝流程Ⅰ中， 其與成品的關(guān)系僅局限于精度范疇， 壁厚相同， 其橫截面面積一般不大于成品的1%； 而在工藝流程Ⅲ和Ⅳ中，其橫截面面積比成品大得多， 且壁厚大于等于成品壁厚， 如生產(chǎn)規(guī)格為32 mm×23 mm×1.2 mm 的D 型管， 圓管半成品可以是Φ36.5 mm×1.2 mm、Φ36.5 mm×1.3 mm、 Φ35 mm×1.3 mm 等。

（4） 實(shí)現(xiàn)工藝目標(biāo)的充分必要條件。 不管是高精級(jí)還是普精級(jí)集流管工藝流程， 從消耗管坯的角度看， 必須滿足

式中： Sb——出發(fā)點(diǎn)鋁管坯或半成品管橫截面面積， mm2；

Sc——成品管橫截面面積， mm2；

tb——出發(fā)點(diǎn)鋁管坯或半成品管壁厚， mm；

t——成品管壁厚， mm；

k——工藝余量系數(shù)， 根據(jù)不同的工藝流程取值， 參見表3。

公式 （1） 不僅適用高頻直縫焊接鋁管，也適用高頻直縫焊接鋼管， 是生產(chǎn)所有高頻直縫焊管必須遵循的基本規(guī)律， 差別在于k 值[9]。

（5） 實(shí)現(xiàn)工藝目標(biāo)的流程多樣。 在工藝流程Ⅰ和Ⅲ或Ⅱ和Ⅳ、 Ⅴ中， 雖然各流程的出發(fā)點(diǎn)不同， 但是成果分別相同。 這為后期根據(jù)訂單量選擇工藝流程、 靈活多樣組織生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。

表3 Φ16 mm～Φ40 mm 冷凝器用鋁合金集流管不同工藝流程用k 值①

3 鋁合金中冷器管生產(chǎn)工藝流程

3.1 中冷器管的特征

中冷器全稱為發(fā)動(dòng)機(jī)中間冷卻器， 因安裝在增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間而得名， 如圖10 所示。 其作用是降低增壓后的空氣溫度， 提高空氣密度，以增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量， 提高效率。 據(jù)資料介紹，增壓空氣溫度每降低10 ℃， 發(fā)動(dòng)機(jī)的效率就能增加3%～5%。 中冷器由主片、 護(hù)芯板、 散熱帶和散熱管等組成， 其中的散熱管就是中冷器管。雖中冷器管的規(guī)格、 品種和形狀較多 （如圖11所示）， 但均有2 個(gè)共同特征： 一是屬于特薄壁管， 通常壁厚不超過(guò)0.4 mm， 厚徑比 （換算成圓管） 小于1%； 二是長(zhǎng)寬比大， 如圖11 （a）所示大扁方管規(guī)格為64 mm×8 mm×0.4 mm， 長(zhǎng)寬厚比為8； 而圖11 （b） 的扁平橢圓管， 規(guī)格為32 mm×2.3 mm×0.26 mm， 長(zhǎng)短軸比接近14，有的長(zhǎng)短軸比高達(dá)20。

圖10 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用中冷器與中冷器管

圖11 不同型式的中冷器管

中冷器管的這兩個(gè)特征基本滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)中冷器在有限空間和有限質(zhì)量制約下增強(qiáng)傳熱以及盡可能提高單位面積散熱量的要求。 然而站在制管角度看， 這些特征卻極大地增大了制管難度。

3.2 中冷器管的生產(chǎn)難點(diǎn)

（1） 成型管坯邊緣易失穩(wěn)。 根據(jù)焊管成型原理， 在普通焊管成型機(jī)上成型厚徑比≤1%左右的薄壁管， 管坯邊緣容易產(chǎn)生較多縱向塑性延伸， 導(dǎo)致成型管坯邊部失穩(wěn)， 對(duì)焊面無(wú)法始終高低對(duì)齊， 焊接無(wú)法正常進(jìn)行， 焊縫質(zhì)量無(wú)法保證[10]。

同時(shí)， 由于中冷器管的壁厚一般不超過(guò)0.4 mm， 剛性較差， 在成型過(guò)程中如果邊緣發(fā)生較多縱向塑性延伸， 當(dāng)成型管坯進(jìn)入縱向回復(fù)階段， 即受到縱向壓縮時(shí)管坯邊緣易失穩(wěn)， 成型失敗。

（2） 焊縫對(duì)接精度要求高。 就對(duì)接精度而言， 焊縫對(duì)接精度決定焊縫強(qiáng)度， 若定義待焊管坯兩邊緣無(wú)錯(cuò)位對(duì)接時(shí)的焊縫強(qiáng)度為100%， 則錯(cuò)位對(duì)接后的焊縫剩余強(qiáng)度為

式中： σ——邊緣對(duì)接無(wú)錯(cuò)位的焊縫強(qiáng)度， 100%；

σs——焊縫剩余強(qiáng)度；

t——成品管壁厚， mm；

Δt——焊縫對(duì)接錯(cuò)位最大值， mm。

以t=0.2 mm 中冷器管和t=1.2 mm 的集流管為例， 設(shè)焊縫對(duì)接錯(cuò)位量均為Δt=0.1 mm， 則集流管焊縫剩余強(qiáng)度σs=91.67%， 中冷器管焊縫剩余強(qiáng)度σs=50%。 如果說(shuō)焊縫剩余強(qiáng)度高于90%尚可接受的話， 那么焊縫剩余強(qiáng)度只有50%就完全不能接受。

（3） 焊接溫度允許波動(dòng)范圍窄。 鋁的熔點(diǎn)約是鐵的40%， 焊接溫度允許的波動(dòng)區(qū)間只有30～40 ℃， 相較鐵的焊接溫度允許的波動(dòng)區(qū)間200～300 ℃窄， 接近一個(gè)數(shù)量級(jí)[11]， 由此需要中冷器管的成型過(guò)程和焊接過(guò)程更穩(wěn)定， 并對(duì)焊管機(jī)組的運(yùn)行精度和高頻輸出電流的穩(wěn)定性等都提出更加嚴(yán)苛的要求。 以最能反映高頻焊輸出功率穩(wěn)定性的紋波系數(shù)為例， 國(guó)內(nèi)固態(tài)高頻生產(chǎn)者自薦的紋波系數(shù)小于1%， 國(guó)際水平已達(dá)到0.2%以下，更有資料介紹某株式會(huì)社開發(fā)的此類電源紋波系數(shù)更低至0.04%。 紋波系數(shù)大， 說(shuō)明直流成分中疊加的交流峰值高， 焊接電流不穩(wěn)定、 波動(dòng)大，極易導(dǎo)致對(duì)焊接電流波動(dòng)更敏感的鋁焊縫出現(xiàn)針孔缺陷。

（4） 工藝狀態(tài)難以精準(zhǔn) “復(fù)制”。 用普通焊管機(jī)組生產(chǎn)中冷器管， 雖然使用了相同材料和相同軋輥 （磨損極小， 可以忽略不計(jì)） 以及同一個(gè)操作者， 但是， 由于每次換輥調(diào)整后的軋輥相對(duì)于軋制中心、 牌坊架和立輥架等的位置都與上一個(gè)生產(chǎn)周期結(jié)束時(shí)有所不同， 使得換輥后的工藝狀態(tài)難以精準(zhǔn) “復(fù)制”。 經(jīng)常出現(xiàn)調(diào)整時(shí)間比正常生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、 廢次品比正品多的情況， 并且下一次生產(chǎn)時(shí)幾乎會(huì)出現(xiàn)同樣的情形， 面臨同樣的問(wèn)題。 因此， 一種優(yōu)質(zhì)、 高效、 低耗生產(chǎn)中冷器管的方式和與之相適應(yīng)的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)運(yùn)而生。

3.3 中冷器管生產(chǎn)工藝流程及特點(diǎn)

（1） 中冷器管的模塊化生產(chǎn)方式。 鑒于中冷器管的生產(chǎn)難度， 人們?cè)?0 世紀(jì)90 年代中后期開發(fā)出了一種全新的、 方便快捷、 優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)中冷器管的模塊化生產(chǎn)方式。 該生產(chǎn)方式的核心是由高精度專用成型機(jī)構(gòu)模塊、 焊接機(jī)構(gòu)（機(jī)械部分） 模塊和整形機(jī)構(gòu)模塊及其軋輥等組成的高精度專用焊管機(jī)組， 如圖12 所示， 僅用于生產(chǎn)一種特定的中冷器管； 當(dāng)需要生產(chǎn)另一規(guī)格中冷器管時(shí)， 只需移走機(jī)組臺(tái)面上原有機(jī)構(gòu)模塊（連同軋輥等裝置）， 并保持這些模塊上的軋輥位置與機(jī)構(gòu)不發(fā)生變化， 然后在原有模塊空出的位置處換上相應(yīng)的模塊， 這些模塊都由定位銷精確定位， 從而確保了上一個(gè)生產(chǎn)周期的工藝狀態(tài)被完整“復(fù)制”， 迅速進(jìn)入正常生產(chǎn)階段[12]。

這種模塊化的生產(chǎn)方式雖然初期投入大， 但是與優(yōu)質(zhì)、 高效、 低耗的高附加值產(chǎn)品帶來(lái)的豐厚利潤(rùn)相比， 仍然是值得的， 并因此形成了與這種生產(chǎn)方式相對(duì)應(yīng)的工藝流程。

（2） 中冷器管生產(chǎn)工藝流程（見圖13）。 與其他鋁焊管的生產(chǎn)工藝流程比， 圖13 的中冷器管生產(chǎn)工藝流程最顯著區(qū)別是使用了專用模塊， 更換焊管規(guī)格時(shí)不再像以往那樣逐個(gè)地更換軋輥[13]。

圖12 中冷器扁方管生產(chǎn)機(jī)組專用成型、焊接和整形機(jī)構(gòu)模塊

圖13 中冷器管生產(chǎn)工藝流程

（3） 中冷器管生產(chǎn)工藝流程的特點(diǎn)。 該工藝特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)工藝狀態(tài)精準(zhǔn) “復(fù)制”， 某企業(yè)在時(shí)間跨度為2 個(gè)月、 3 次更換成型模塊、 焊接模塊、 整形模塊及矯直模塊后， 使用相同材料，由同一操作者按圖13 的工藝流程生產(chǎn)64 mm×8 mm×0.40 mm 扁方管過(guò)程中記錄的線能量數(shù)據(jù)如圖14 所示。 這些線能量全部在工藝文件規(guī)定的qG=（7±0.2） J/mm 范圍內(nèi)， 實(shí)際線能量極差僅為0.29 J/mm， 占工藝允許極差的72.5%[14]， 分別是最高、 最低線能量的4.06%和4.23%， 是平均線能量的4.15%， 這些都說(shuō)明按圖13 的工藝流程生產(chǎn)中冷器管， 的確能夠精準(zhǔn)“復(fù)制” 中冷器管的生產(chǎn)工藝狀態(tài)。

與精準(zhǔn)“復(fù)制” 形成鮮明對(duì)照的是， 普通焊管機(jī)組每次更換規(guī)格后能只做到形式上“復(fù)制”，沒有實(shí)現(xiàn)工藝狀態(tài)“復(fù)制”。 圖15 記錄了某企業(yè)Φ50 mm 機(jī)組在2 個(gè)月時(shí)間跨度內(nèi)3 次換輥生產(chǎn)Φ25 mm×1.3 mm 集流管時(shí)所施加的焊接線能量，其中部分線能量數(shù)值超出了工藝文件給定值（qG=（11.5±0.5） J/mm） 的范圍， 線能量極差高達(dá)3.31 J/mm， 是工藝允許極差的3.31 倍， 分別是最高、 最低線能量的25.90%和34.95%， 占平均線能量的30.54%， 顯然與圖14 所示的線能量狀態(tài)無(wú)法比擬， 本質(zhì)是每次換輥后的工藝狀態(tài)差異巨大。

圖15 Φ50 mm 機(jī)組4 月26 日—5 月25 日3 次換輥生產(chǎn)Φ25 mm×1.3 mm 集流管所用線能量折線圖

4 結(jié)束語(yǔ)

金屬家具用鋁焊管、 空調(diào)冷凝器用復(fù)合鋁合金集流管和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用復(fù)合鋁合金中冷器管這3 類管的生產(chǎn)工藝流程在鋁焊管生產(chǎn)中極具代表性， 它們之間存在一定的聯(lián)系和差異。熟悉并準(zhǔn)確理解這些工藝流程對(duì)鋁焊管行業(yè)的從業(yè)人員和生產(chǎn)企業(yè)具有一定的指導(dǎo)意義和借鑒作用。