一種帶肋片的焊接鋼管及其制造方法技術

一種帶肋片的焊接鋼管及其制造方法，采用先在帶鋼或卷板的表面軋制出肋片，然后進行剪裁、卷管、焊接的工藝制成焊縫平行于鋼管的縱軸線，而在鋼管壁上具有多條凸起的斜紋肋片，這些肋片與鋼管縱軸線成一定的夾角，并呈平行連續分布的焊接鋼管，還可以進一步加工為完整螺紋形肋片。本發明專利技術的優點在于其具有良好的性價比，可以采用簡單的制造方法，無需昂貴的專用設備即可以進行焊接鋼管的肋片加工，以較低的成本獲得傳熱效率較優的焊接鋼管，管內壁的肋片可加工為完整的螺紋狀，沒有死角，從而具有較好的維護性，易于油垢的清潔和清洗。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于制冷、制熱系統中的傳熱金屬管材，特別是涉及一種成本低但熱傳導效率提高的帶肋片的焊接鋼管及其制造方法。
技術介紹
在家用電器產品中，通常采用金屬管來導液、導氣，如空調器、電冰箱的制冷、制熱系統中就采用了金屬管來傳送制冷劑。上述的金屬管主要有銅管、鋁管、焊接鋼管。為了提高傳熱管的熱傳導系數，采用在傳熱管內壁設置內螺紋或者肋片是一種非常有效的方法，因為這樣可以增大傳熱管內表面的傳熱面積，同時使流體產生紊流以避免層流，減小管壁內形成的液膜，從而有效地提高換熱效果。銅材、鋁材因導熱系數高，延展性好而被廣泛應用于制冷傳熱管的制造中，特別是內螺紋或內壁帶肋片的傳熱管目前基本上都是采用銅管。然而，銅管和鋁管的材料價格遠高于焊接鋼管的材料價格，因此，在電冰箱的制冷系統中已越來越多地采用焊接鋼管代替銅管和鋁管以降低成本，如采用邦迪管等。邦迪管是直徑約在4.6-10.6mm范圍內的單層薄壁小口徑焊接鋼管，是采用帶鋼通過卷管、焊接、鍍膜的方法制造出來的。其不足之處在于(1)焊接鋼管的熱傳導效率比銅管和鋁管低，尤其是目前采用的內壁光滑的焊接鋼管與內壁帶肋片或內螺紋的銅管相比，熱傳導效率更低。(2)無法采用現有內螺紋銅管的加工工藝目前內螺紋銅管的內螺紋是采用在管壁外側的行星回轉球和固定在管內側的帶螺紋的塞子之間的擠壓作用加工出來的，這種方式制造工藝復雜，須采用較昂貴的專用設備，不僅如此，更重要的是鋼材的延展性遠不如銅，加上焊接鋼管的焊縫與管內壁圓周方向的硬度和形狀尺寸不一致，因此造成難以采用上述加工銅管的工藝和設備來加工焊接鋼管而使其內壁具有肋片。中國專利公開了一種《具有溝槽內表面的傳熱管及其制造方法》的專利技術，專利號為96123318.4。該專利是一種沿管內焊縫周邊設置平行于焊縫的一對凸條區及在該兩凸條區之間的區域形成若干與管軸線成一個角度的肋片的焊接傳熱管以及通過軋制、卷管、焊接、退火等工藝完成其制造的方法。該專利為了解決板材邊沿在軋制肋片時造成的波紋狀邊而設置的管內壁沿焊縫的凸條區，將管內壁的所有肋片均截斷，使其不能形成完整的螺紋狀，由此又帶來了另外一些缺陷而影響傳熱管熱傳導系數的提高(1)凸條區的出現減少了肋片區的范圍，使散熱面積也相應減少。(2)凸條區的壁厚大于肋片區的壁厚，導致焊接管的壁厚不均勻，降低傳熱性能。(3)所有肋片均截止于凸條區，并形成許許多多的死角，容易積垢而不易清潔，因此維護性不好。因為傳熱管在生產或使用的過程中，主要是使用過程中，由于所連接的壓縮機排氣溫度高，會使部分冷凍油氣化，加上其它雜質、污物一起會粘結在傳熱管內壁上，形成油垢，增加熱阻，降低換熱效果，因此使用了一段時間后，會導致其換熱效果下降，從而需要進行清潔或清洗，管內壁存在的死角是非常不利于油垢的清潔和清洗的。(4)當傳熱管應用于蒸發器時，由于蒸發器內的空氣流動速度與傳熱效率直接相關，速度越高，傳熱效率也越高，因此，所述的傳熱管內未能形成完整螺紋槽的肋片是不利于空氣流動速度的提高的，將會影響傳熱效率的進一步改善。(5)所述的傳熱管必須使用精心設計的特制軋輥模具，模具成本較高。
技術實現思路
本專利技術的第一個目的在于提供一種成本低但熱傳導效率提高的帶肋片的焊接鋼管。本專利技術的第二個目的在于提供上述帶肋片的焊接鋼管的制造方法。本專利技術的第一個目的可以通過以下的技術方案予以實現一種帶肋片的焊接鋼管，由鋼帶彎卷并焊接而成，焊縫平行于鋼管的縱軸線，其特征在于在鋼管壁上具有多條凸起的斜紋分布的肋片，這些肋片與鋼管縱軸線成一定的夾角，并呈平行連續分布。所述的焊接鋼管上的肋片的截面形狀可以是三角形、梯形、圓弧形、或其它幾何形狀。本專利技術進一步改進在鋼管壁上的斜紋肋片在鋼管焊縫處與相對應的肋片對接，形成完整的螺旋凸肋。本專利技術的第二個目的通過以下技術方案予以實現由于焊接鋼管焊縫的存在，管內壁圓周方向的硬度和形狀尺寸的不一致，為了得到管壁上的肋片，可以采用先在帶鋼或卷板的表面軋制出肋片，然后進行剪裁、卷管、焊接的工藝。具體步驟是(1)在帶鋼或卷板的表面軋制肋片；(2)按制造不同管徑需要的寬度把上述已經軋出肋片的卷板剪切成板條或帶鋼；(3)對步驟(2)的帶鋼進行卷管；(4)卷管后隨即焊接成鋼管。步驟(1)所述的在帶鋼或卷板的表面軋制肋片可以采用普通的帶鋼軋機，但軋輥上帶有與肋片相應的槽，肋片在卷板表面呈平行連續分布，并與卷板縱邊成一定的夾角；步驟(2)的剪邊使軋制后的卷板剪切成一至多條板條或帶鋼，且邊緣平齊，為形成良好的焊縫打好基礎；步驟(3)、(4)中的卷管、焊接可以采用普通的焊接鋼管生產設備。為保證肋片在鋼管焊縫處與相對應的肋片對接，形成完整的螺旋形凸肋，在步驟(2)將卷板剪切成板條或帶鋼時，要使位于帶鋼或板條邊沿的肋片的端點A點和位于相對另一邊的帶鋼或板條邊沿的肋片的端點A′點在垂直于板材邊沿的垂線上(參見圖2)，焊管時A點與A′點重合在焊縫上，這樣可以保證管內的肋片為完整的螺紋狀。為了保證焊縫的質量，可以在上述步驟(2)后插入倒邊去毛刺的工序即沿著表面軋制了肋片的帶鋼或板條的縱邊進行倒邊去毛刺，從而形成卷管合圍時外徑大于內徑以適合焊接的坡口，坡口的高度t2≥肋片高度t1。本專利技術可進一步改進在上述步驟(1)或(2)后對帶鋼或者板材進行退火，消除軋制肋片所產生的冷作硬化，然后再進行其它步驟。本專利技術還可以做以下改進在上述步驟(1)或(2)后對帶鋼或者板條的表面進行鍍膜，如鍍銅或者鍍鋅，然后再進行其它步驟。本專利技術還可以將鍍膜工序放到上述步驟(4)后進行，即在焊接步驟后再進行鍍膜。本專利技術可以進一步改進在上述步驟(1)中，同時在帶鋼或者板條的上下兩個表面均軋制出肋片，然后再進行其它步驟或者還包括進的步驟，這樣制作出來的焊接鋼管內外管壁都有肋片。類似的改進還有在上述步驟(1)中，在帶鋼或者卷板的表面軋制出交叉肋片，然后再進行其它步驟或者還包括改進的步驟，這樣制作出來的焊接鋼管可具有左右螺紋肋片。本專利技術的優點在于(1)由于管內壁沒有沿管軸線的凸條區，散熱面積不但比光管的大，而且也大于上文現有技術中的專利焊接金屬管。(2)管內壁上的肋片能使管內的流體產生紊流作用，同時使液膜的厚度減小，從而達到提高焊接鋼管熱傳導效率的目的；當管內壁的肋片為完整的螺紋狀時，效果更佳。(3)不會出現管壁不均勻的情況，確保在圓周上的各個部位的傳熱效率基本一致。(4)采用先在帶鋼或卷板上軋制肋片，然后按制造不同管徑需要的寬度剪切板材的制造方法，帶鋼或者板條的邊緣不會形成波紋狀，寬度尺寸精度容易控制，還可以對邊緣倒邊去毛刺，保證焊縫質量。(5)肋片在焊縫處對接形成完整的螺旋形凸肋，有利于提高焊縫強度。(6)肋片在焊縫采用在軋制肋片后，或者在剪切板材后，甚至在完成焊接后再鍍保護膜，能更有效地保證保護膜不會被損傷，有利于保證焊接鋼管的質量。管內壁的肋片為完整的螺紋狀，沒有死角，因此維護性好，易于油垢的清潔和清洗。(7)本專利技術的制造方法甚至能夠實現在現有技術中的銅管也難以制作的左右螺紋肋片的焊接鋼管。(8)本專利技術最大的特點就是其經濟性，由于制造方法簡單，無需昂貴的專用設備即可加工多種形式的肋片，所以可以節約投資，以較低的成本獲得傳熱效率較優的焊接鋼管。(9)本專利技術不但適用在家用電器中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶肋片的焊接鋼管，由鋼帶彎卷并焊接而成，焊縫平行于鋼管的縱軸線，其特征在于在鋼管壁上具有多條凸起的斜紋肋片，這些肋片與鋼管縱軸線成一定的夾角，并呈平行連續分布。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉小舟，劉健，吳繼明，
申請(專利權)人：中炬高新技術實業集團股份有限公司，中山市中山火炬精密焊管有限公司，
類型：發明
國別省市：44[中國|廣東]