空调热交换器铝翅片冲压开裂的分析研究及改进措施(一)

空调热交换器铝翅片冲压开裂的分析研究及改进措施(一)

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空调热交换器铝翅片冲压开裂的分析研究及改进措施(一)

2021-10-21


摘要:对空调铝箔翅片冲制过程受力及变形过程进行分析,得出冲制时对铝箔成型性要求的关键点是材料要有较高的屈强比。通过铝合金箔生产过程中中间退火和成品退火,使其屈强比由78.7%提升至96%,提高了铝箔的综合力学性能和冲制成型性,新工艺下的空调翅片铝箔完全满足用户的使用要求。

关键词:空调铝合金箔;力学性能;退火工艺;成型性

随着我国人民生活水平的不断提高,空调器逐高热交换器性能的直接有效途径就是在铝箔翅片上步代替电风扇成为生活、居住空间调控温度的主要进行研究。各空调器生产厂家为了降低成本,提高手段,空调器的快速普及,大大促进了我国空调两器生产效率和改善空调质量,在不断改变铝箔厚度和产业的快速发展。

而热交换器是空调器非常关键的改变模具冲压方法的同时,要求铝箔强度更高、保持组成部分,目前房间空调器使用最广泛的是空冷式较好的塑性而最终保证在高速冲制翅片时效果良翅片管式热交换器,是由空气侧的铝制翅片和制冷好J。

而实际生产中,由于铝箔的性能、板形、冲剂侧的传热管(铜管)构成。空调器质量优劣的评判床模具的运行状态及保养维护的差异,在铝箔冲制主要是通过制冷量、能效比、噪音等指标体现,而与后常出现翻边开裂、翻边高度不够等现象。一些缺这些关键指标紧密相关的就是热交换器的性能。

提陷轻微的翅片虽然可用于装配,但影响热交换器的热交换性能,进而影响空调器的能效比;缺陷严重时,两器穿管胀管时就会 J现漏铜或者叠片,导致铝箔翅片报废,给铝箔厂家及空调两器厂家带来损失。本试验通过分析铝箔在冲制成翅片过程中的变形及受力情况,从钎{箔生产工艺方面探讨改进铝箔性能的方向,最终解决钒箔翅片冲制开裂问题。

1 翅片冲制成型方式

早期翅片成型一一般采用深冲型,后来为了适应锊{箔减薄化}出现了变薄拉伸型、为了适应逐步提高的深冲成型要求,各模具厂家相互促进,逐步出现了ECO型(改进后的深冲型)、DO F型(深冲与变薄拉伸丰Ij结合型),目前空调两器厂家采用的主流成型方式就是ECO型和DOF型。

两种成型方式的T艺路线如图l所示。

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2 冲制过程中受力及变形分析

翅片在冲制过程巾,不同部位受到相应的挤压力而发生相应的变形,最终成为模具冲制出来的翅片形状。为了研究翅片在冲制过程巾的受力及变形情况,如图2a所示对冲床凸模和凹模在冲制翅片时受力情况进行分析,凸模和凹模的法兰区域,铝箔受到径向的拉应力和切向的应力,相应应力下分别产生伸长和压缩变形.铝箔厚度增大时在法兰区外缘厚度增大。

在凹模的弯角处,铝箔受到径向拉伸应力,同时发生塑性弯曲,铝箔厚度减小铝箔经过凹模弯角后,产生反向弯曲,弯角侧壁受轴向拉伸,成为应力传送区,弯角底部受双向拉伸凸模弯角处,铝箔产生塑性弯和径向拉伸,此部位在拉伸过程中铝箔变薄最剧烈,可能发生缩颈,如果径向内拉应力大于铝箔的屈服强度,便会在此处产生拉裂,且在靠近凸模底部的一侧可能性较大。

2b 显示了铝箔翅片在变薄拉伸时的变形情况,变形时铝箔内外表面的摩擦力具有不同的方向,外表丽摩擦力使已经变薄部位侧壁的拉应力增加,而内表面摩擦力使已经变薄部位侧壁的拉应力减小,从而促使变薄拉伸获得较大的变形。

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对冲制好的翅片(0.097mm厚度8011—H24铝合金及状态)沿孔径剖开,镶嵌酞样后放在金棚做镜下观测并测量,如图3所示。

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通过测量得出在翻边变形量达到最大(达到28.93%至32.36%) 时,变形量较大,受力较复杂造裂问题,对铝箔生产工艺改进以求改善铝箔的性能, 成凸模弯角处即翻边部位发生缩颈,是翻边处在冲试验方案是改进退火热处理工艺来改善铝箔性能, 制时易出现裂边的主要原因。

来源:《轻合金加工技术》编辑部

           李高林(常州常发制冷科技有限公司,江苏常州213000)

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